JP6674882B2 - Railway vehicle with aerodynamic brake - Google Patents

Railway vehicle with aerodynamic brake Download PDF

Info

Publication number
JP6674882B2
JP6674882B2 JP2016200309A JP2016200309A JP6674882B2 JP 6674882 B2 JP6674882 B2 JP 6674882B2 JP 2016200309 A JP2016200309 A JP 2016200309A JP 2016200309 A JP2016200309 A JP 2016200309A JP 6674882 B2 JP6674882 B2 JP 6674882B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
aerodynamic brake
brake plates
aerodynamic
brake plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016200309A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018062208A (en
Inventor
亮稔 松居
亮稔 松居
渡辺 徹
徹 渡辺
吉田 敬
吉田  敬
貴裕 眺野
貴裕 眺野
慎二 木下
慎二 木下
祐貴 橋本
祐貴 橋本
和也 徳永
和也 徳永
郁也 伊藤
郁也 伊藤
創 高見
創 高見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Railway Technical Research Institute
Hitachi Ltd
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Railway Technical Research Institute, Hitachi Ltd filed Critical Railway Technical Research Institute
Priority to JP2016200309A priority Critical patent/JP6674882B2/en
Publication of JP2018062208A publication Critical patent/JP2018062208A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6674882B2 publication Critical patent/JP6674882B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Landscapes

  • Braking Arrangements (AREA)

Description

本発明は、空力ブレーキを有する鉄道車両に関する。   The present invention relates to a railway vehicle having an aerodynamic brake.

空気抵抗を利用した空力ブレーキが航空機やロケットなどの航空・宇宙分野で広く実用化されており、近年では、この空力ブレーキの鉄道車両への適用が研究されている。空力ブレーキにて発生する抗力(ブレーキ制動力)が、空力ブレーキが受ける風速の2乗に比例して増加するため、高速域で有効に活用するよう、新幹線をはじめとする高速車両における緊急停止用のブレーキとしての利用が想定されている。   Aerodynamic brakes utilizing aerodynamic resistance have been widely used in the aerospace field such as aircraft and rockets. In recent years, application of the aerodynamic brakes to railway vehicles has been studied. Because the drag generated by aerodynamic braking (brake braking force) increases in proportion to the square of the wind speed received by the aerodynamic brake, it is used for emergency stop in high-speed vehicles such as Shinkansen so that it can be used effectively in high-speed areas. It is expected to be used as a brake.

一般に、空力ブレーキは空力ブレーキの受風面積が大きいほど、抗力が大きくなる。このため、より大きな抗力を得るためには、空力ブレーキを大型化することが望ましい。しかし、鉄道車両には車両限界が定められており、また、空力ブレーキが大型化すると、空力ブレーキからの放出渦が大きくなるため、車両周囲に大きな風速変動を生じる可能性がある。このため、高速車両へ適用する場合、空力ブレーキの大きさには制限が生じる。   In general, the drag of the aerodynamic brake increases as the area of the aerodynamic brake receiving air increases. Therefore, it is desirable to increase the size of the aerodynamic brake in order to obtain a larger drag. However, railcars have vehicle limits, and when the size of the aerodynamic brake increases, the vortex released from the aerodynamic brake increases, which may cause large wind speed fluctuations around the vehicle. Therefore, when applied to a high-speed vehicle, the size of the aerodynamic brake is limited.

また、緊急時にのみ空力ブレーキが出現できるようにするためには、出現/格納ができるような構成が必要となる。そのため、簡単に出現/格納できるように、空力ブレーキの受風する部分を板とすることが一般的である。格納時は、空力ブレーキ板を折り畳んでおき、出現時には、空力ブレーキ板を走行風に対して起立して出現することにより、抗力を得られるようになる。   In addition, in order to allow the aerodynamic brake to appear only in an emergency, a configuration that allows appearance / retraction is required. For this reason, it is common to use a plate for receiving the aerodynamic brake so that it can easily appear and retract. At the time of storage, the aerodynamic brake plate is folded, and at the time of appearance, the aerodynamic brake plate stands up against the traveling wind and appears, so that a drag can be obtained.

例えば、特許文献1では、緊急時にのみ抗力を得られるように、屋根上に出現/格納可能とした小型の空力ブレーキ板を、複数個列状に配置する構成を発明している。小型の空力ブレーキ板にすることで、車両周囲で大きな風速変動を生じないようにしながら、複数個設置することで、車両全体での空力ブレーキの抗力を増加することを目的としている。   For example, Patent Literature 1 invents a configuration in which a plurality of small aerodynamic brake plates that can appear and be stored on a roof are arranged in rows so that a drag can be obtained only in an emergency. An object of the present invention is to increase the aerodynamic brake drag of the entire vehicle by installing a plurality of small aerodynamic brake plates while preventing a large wind speed fluctuation from occurring around the vehicle by using a small aerodynamic brake plate.

特許第5824295号公報Japanese Patent No. 5824295

しかしながら、複数の空力ブレーキ板を設置すると、車両の重量増加および客室空間の縮小につながる。そのため、個々の空力ブレーキ板で発生する抗力を増加させ、緊急時には所定の停止距離で停止できるような抗力を確保しつつ、空力ブレーキの個数を減らすことが課題である。   However, installing a plurality of aerodynamic brake plates leads to an increase in vehicle weight and a reduction in cabin space. Therefore, it is an object to increase the drag generated by each aerodynamic brake plate, and to reduce the number of aerodynamic brakes while securing a drag capable of stopping at a predetermined stopping distance in an emergency.

また、複数の空力ブレーキ板を列状に設置した場合には、前方の空力ブレーキ板に当たって偏向した流れが、車両幅方向に流れてしまうことにより、後方の空力ブレーキ板に流れが当たりにくくなり、後方の空力ブレーキ板で発生する抗力が低減するといった課題もある。   In addition, when a plurality of aerodynamic brake plates are installed in a row, the flow deflected by hitting the front aerodynamic brake plate flows in the vehicle width direction, so that it is difficult for the flow to hit the rear aerodynamic brake plate, There is also a problem that the drag generated by the rear aerodynamic brake plate is reduced.

本発明は、上記課題を解決するために、複数の空力ブレーキ板を適切に配置にすることにより、前方の空力ブレーキ板で剥離した流れを効率よく後方の空力ブレーキ板に当て、空力ブレーキ出現時に車両全体として大きな抗力が得られることを実現するものである。   The present invention, in order to solve the above problems, by appropriately arranging a plurality of aerodynamic brake plates, efficiently hit the flow separated from the front aerodynamic brake plate to the rear aerodynamic brake plate, when the aerodynamic brake appears This realizes that a large drag can be obtained as a whole vehicle.

上記目的を達成するため、代表的な本発明の空力ブレーキを有する鉄道車両の一つは、第1の形態として、車両の屋根上に出現/格納可能に構成された空力ブレーキ板が、車両前後方向に複数枚設けられて車両幅方向に隣り合って左列と右列を形成し、前記空力ブレーキ板は、出現した際に車両正面方向の投影面において重なって見える位置に列状に配置されており、かつ、左列の前記空力ブレーキ板と、右列の前記空力ブレーキ板とは、車両幅方向の投影面において重ならずに見える位置に配置されており、同一車両上で、左列に配置された前記空力ブレーキ板と、それに隣接する右列に配置された前記空力ブレーキ板との車両前後方向の距離が、同じ列に配置された隣接する前記空力ブレーキ板の車両前後方向の距離の半分であることを特徴とする鉄道車両であり、同じ列における前記空力ブレーキ板の車両前後方向の配置間隔は、前記空力ブレーキ板の高さの6倍以上であるIn order to achieve the above object, one of the typical railway vehicles having the aerodynamic brake of the present invention is, as a first form, an aerodynamic brake plate configured to be able to appear / retract on the roof of the vehicle, The left and right rows are formed adjacent to each other in the vehicle width direction, and the aerodynamic brake plates are arranged in a row at a position where they appear to overlap on a projection plane in the vehicle front direction when they appear. And the aerodynamic brake plates in the left row and the aerodynamic brake plates in the right row are arranged at positions where they do not overlap on the projection plane in the vehicle width direction, and on the same vehicle, The distance in the vehicle front-rear direction between the aerodynamic brake plate disposed in the vehicle and the aerodynamic brake plate disposed in the right row adjacent thereto is the distance in the vehicle front-rear direction of the adjacent aerodynamic brake plate disposed in the same row. That is half of Ri railcar der to symptoms, the vehicle front-rear direction of the arrangement interval of the aerodynamic brake plate in the same column is more than 6 times the height of the aerodynamic brake plate.

この第1の形態により、前方の空力ブレーキ板で偏向した流れが、前記空力ブレーキ板と車両前後方向で列が異なる、後方の空力ブレーキ板に当たりやすくなるため、前記後方のブレーキ板で発生する抗力が増加する。   According to this first mode, the flow deflected by the front aerodynamic brake plate is more likely to hit the rear aerodynamic brake plate, which is different in row in the vehicle longitudinal direction from the aerodynamic brake plate, so that the drag generated by the rear brake plate Increase.

また、上記目的を達成するため、第2の形態として、第1の形態の鉄道車両であって、車両幅方向に複数列に配置された空力ブレーキ板において、一の列の空力ブレーキ板から隣の他の列の後方の空力ブレーキ板までの距離(図3のL2)が、一の列と同じ列の後方の空力ブレーキ板との距離(図3のL1)の半分であるような配置に構成してもよい。   Further, in order to achieve the above object, as a second mode, the railroad vehicle of the first mode, wherein the aerodynamic brake plates arranged in a plurality of rows in the vehicle width direction are adjacent to the aerodynamic brake plates in one row. The distance to the rear aerodynamic brake plate in the other row (L2 in FIG. 3) is half the distance to the rear aerodynamic brake plate in the same row as one row (L1 in FIG. 3). You may comprise.

車両幅方向の隣の列の後方の空力ブレーキ板との距離(図3のL2)が、車両前後方向の列が同じである後方の空力ブレーキ板との距離(図3のL1)の半分になることにより、車両が前後方向ともに走行する際、空力ブレーキ板で発生する抗力が、車両の進行方向に問わず、均等に確保できる。   The distance between the rear aerodynamic brake plate in the adjacent row in the vehicle width direction (L2 in FIG. 3) is half the distance from the rear aerodynamic brake plate in the same row in the vehicle longitudinal direction (L1 in FIG. 3). Accordingly, when the vehicle travels in both the front and rear directions, the drag generated by the aerodynamic brake plate can be uniformly secured regardless of the traveling direction of the vehicle.

また、上記目的を達成するため、第3の形態として、第1又は第2の形態の鉄道車両であって、車両幅方向に複数列に配置された空力ブレーキ板の列において、車両幅方向に隣り合う空力ブレーキ板の列同士の間に隙間を設けた鉄道車両に構成しても良い。   Further, in order to achieve the above object, as a third embodiment, there is provided a railway vehicle according to the first or second embodiment, wherein a plurality of rows of aerodynamic brake plates are arranged in the width direction of the vehicle. The present invention may be applied to a railway vehicle in which a gap is provided between adjacent rows of aerodynamic brake plates.

車両前後方向の空力ブレーキ板の列において、車両幅方向に隣にある空力ブレーキ板の列との間に隙間を設けて配置することにより、前記隙間に走行風が流れ、後方の空力ブレーキ板に当たる風を速くすることができ、後方の空力ブレーキ板で発生する抗力を増加することができるようになる。   In the row of aerodynamic brake plates in the longitudinal direction of the vehicle, by providing a gap between the row of aerodynamic brake plates adjacent to the row in the vehicle width direction, running wind flows in the gap and hits the rear aerodynamic brake plate. The wind can be made faster, and the drag generated by the rear aerodynamic brake plate can be increased.

また、上記目的を達成するため、第4の形態として、第1〜3の何れかの形態の鉄道車両であって、車両前後方向から車両を見たときに、車両前後方向の空力ブレーキ板の列が、車両中心を中心に車両幅方向で左右対称に配置する鉄道車両に構成しても良い。   Further, in order to achieve the above object, as a fourth embodiment, there is provided a railway vehicle according to any one of the first to third embodiments, wherein when the vehicle is viewed from the vehicle front-back direction, the aerodynamic brake plate in the vehicle front-back direction is provided. The trains may be arranged in a railroad vehicle in which the rows are arranged symmetrically in the vehicle width direction with respect to the vehicle center.

車両前後方向から、車両を見たときに、車両前後方向の空力ブレーキ板の列が、車両中心を中心に車両幅方向で左右対称に配置することにより、空力ブレーキ板による流れが車両中心を中心に車両の幅方向で流れが対称的に流れるようになり、車両の幅方向の左右の空力ブレーキ板に抗力が同程度発生するため、車両の走行安定性を損なわずに抗力を確保できる。   When the vehicle is viewed from the vehicle front-rear direction, the rows of the aerodynamic brake plates in the vehicle front-rear direction are arranged symmetrically in the vehicle width direction with respect to the vehicle center, so that the flow by the aerodynamic brake plate is centered on the vehicle center. As a result, the flow flows symmetrically in the width direction of the vehicle, and the same amount of drag is generated on the left and right aerodynamic brake plates in the width direction of the vehicle, so that the drag can be secured without impairing the running stability of the vehicle.

また、上記目的を達成するため、空力ブレーキ板の幅方向の列を2列に限ることなく、第5の形態として、第1〜4の何れかの形態の鉄道車両であって、車両の前後方向の前記空力ブレーキ板の列を車両幅方向に3列以上配置して構成する鉄道車両に構成しても良い。   Further, in order to achieve the above object, the fifth embodiment is not limited to two rows in the width direction of the aerodynamic brake plate. A railroad vehicle may be configured in which three or more rows of the aerodynamic brake plates are arranged in the vehicle width direction.

図1は、空力ブレーキ板を配置した車両(実施例1)の外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of a vehicle (Example 1) in which an aerodynamic brake plate is arranged. 図2は、図1の空力ブレーキ板を配置した車両の車両前後方向に対する断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the vehicle in which the aerodynamic brake plate of FIG. 図3は、図1の空力ブレーキ板を配置した車両の上面図である。FIG. 3 is a top view of a vehicle in which the aerodynamic brake plate of FIG. 1 is arranged. 図4は、従来の空力ブレーキ板を配置した車両の外観斜視図である。FIG. 4 is an external perspective view of a vehicle provided with a conventional aerodynamic brake plate. 図5は、図4の空力ブレーキ板を配置した車両の上面図である。FIG. 5 is a top view of a vehicle in which the aerodynamic brake plate of FIG. 4 is arranged. 図6は、流体解析による、図1および図4の空力ブレーキ板で発生した抗力を比較した結果を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a result of comparison of drag generated in the aerodynamic brake plates of FIGS. 1 and 4 by fluid analysis. 図7は、流体解析による、車両高さ方向に対する空力ブレーキ板の中心断面における、従来および本発明での空力ブレーキ板20の配置における圧力分布を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the pressure distribution in the center section of the aerodynamic brake plate in the vehicle height direction in the arrangement of the aerodynamic brake plate 20 according to the related art and the present invention, based on the fluid analysis. 図8は、空力ブレーキ板の車両幅方向の中心断面における、図1および4の空力ブレーキ板周りの気流の概要図である。FIG. 8 is a schematic view of the airflow around the aerodynamic brake plate of FIGS. 1 and 4 in the center section of the aerodynamic brake plate in the vehicle width direction. 図9は、空力ブレーキ板の車両高さ方向の中心断面における、図4の空力ブレーキ板周りの気流の概要図である。FIG. 9 is a schematic diagram of an airflow around the aerodynamic brake plate of FIG. 4 in a center cross section of the aerodynamic brake plate in the vehicle height direction. 図10は、空力ブレーキの車両高さ方向の中心断面における、図1の空力ブレーキ板周りの気流の概要図である。FIG. 10 is a schematic diagram of the airflow around the aerodynamic brake plate of FIG. 1 in the center section of the aerodynamic brake in the vehicle height direction. 図11は、空力ブレーキ板を配置した車両(実施例2)の上面図である。FIG. 11 is a top view of a vehicle (Example 2) in which an aerodynamic brake plate is arranged.

以下、図面を用いて実施例を説明する。ただし、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. However, applicable embodiments of the present invention are not limited to this.

[実施例1]
まず、複数の空力ブレーキ板20を車両幅方向110に隣り合わないように設置した鉄道車両の第一の実施形態について、図1〜図3を用いて説明する。図1は、空力ブレーキ板20を配置した車両10の外観斜視図であり、図2は、図1の車両10の車両前後方向100に対する断面図、図3は、図1の車両10の上面図の拡大図である。図1、図2および図3では、鉄道車両の中間車両を対象とした例を示す。
[Example 1]
First, a first embodiment of a railway vehicle in which a plurality of aerodynamic brake plates 20 are installed so as not to be adjacent to each other in the vehicle width direction 110 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external perspective view of a vehicle 10 in which an aerodynamic brake plate 20 is disposed, FIG. 2 is a cross-sectional view of the vehicle 10 in FIG. 1 in a vehicle front-rear direction 100, and FIG. 3 is a top view of the vehicle 10 in FIG. FIG. FIGS. 1, 2 and 3 show examples in which an intermediate vehicle of a railway vehicle is targeted.

図1、図2および図3に示すように、本実施例では、車両10の屋根上に複数の空力ブレーキ板20が配置される。具体的には、車両前後方向100(進行方向)に所定の配置間隔L1をおいて配置された複数枚の空力ブレーキ板の列を1列として、車両幅方向110に2列の空力ブレーキ板20が、車両幅方向110では、空力ブレーキ板20が隣り合わないように配置されている。つまり、ある空力ブレーキ板の列における車両前後方向100での配置間隔L1(図3における空力ブレーキ板A1とA2との車両前後方向の距離)が、車両幅方向110で隣の空力ブレーキ板の列における、後方の空力ブレーキ板20との車両前後方向100の配置間隔L2(図3における空力ブレーキ板A1とB1との車両前後方向の距離)よりも大きく配置されている。   As shown in FIGS. 1, 2 and 3, in the present embodiment, a plurality of aerodynamic brake plates 20 are arranged on the roof of the vehicle 10. Specifically, two rows of aerodynamic brake plates 20 are arranged in the vehicle width direction 110 with one row of a plurality of aerodynamic brake plates arranged at a predetermined arrangement interval L1 in the vehicle front-rear direction 100 (traveling direction). However, in the vehicle width direction 110, the aerodynamic brake plates 20 are arranged so as not to be adjacent to each other. That is, the arrangement interval L1 in the vehicle front-rear direction 100 (the distance between the aerodynamic brake plates A1 and A2 in FIG. 3 in the vehicle front-rear direction) in a certain row of aerodynamic brake plates is equal to the row of adjacent aerodynamic brake plates in the vehicle width direction 110. , The distance L2 between the rear aerodynamic brake plate 20 and the aerodynamic brake plate 20 in the vehicle longitudinal direction 100 (the distance between the aerodynamic brake plates A1 and B1 in FIG. 3 in the longitudinal direction of the vehicle).

空力ブレーキ板20の設置枚数mは車両の全長や配置間隔L1等によって決まる。図1、図2および図3では、車両前後方向100で5枚の空力ブレーキ板を1列として、車両幅方向110に2列配置した例を示している。   The number m of the installed aerodynamic brake plates 20 is determined by the overall length of the vehicle, the arrangement interval L1, and the like. FIGS. 1, 2 and 3 show an example in which five aerodynamic brake plates are arranged in one row in the vehicle longitudinal direction 100 and two rows are arranged in the vehicle width direction 110.

これらの空力ブレーキ板20は、非使用時は車両の屋根上において、空力ブレーキ板の板面が略水平になるように格納されており、使用時に、車両前後方向100に対して空力ブレーキ板の板面が略垂直となるように起立駆動することで出現するように構成されている。   When not in use, the aerodynamic brake plates 20 are stored on the roof of the vehicle such that the plate surface of the aerodynamic brake plates is substantially horizontal. It is configured to appear when driven upright so that the plate surface is substantially vertical.

また、図2に示すように、空力ブレーキ板20は、起立駆動している使用時には、規定された車両限界12に収まるサイズに構成・配置されている。また、車両幅方向110に配置した複数枚(図2では2枚)の空力ブレーキ板20の幅lの合計が、車両限界幅Wに対して1/2以上となるように構成されている。   Further, as shown in FIG. 2, the aerodynamic brake plate 20 is configured and arranged to have a size that falls within a prescribed vehicle limit 12 during use while standing up. The total width l of the plurality of (two in FIG. 2) aerodynamic brake plates 20 arranged in the vehicle width direction 110 is configured to be 1 / or more of the vehicle limit width W.

[従来例との相違]
次に、本発明における空力ブレーキ板20の配置と、従来の車両における配置の違いを説明する。従来の空力ブレーキ板20の配置を図4および図5を用いて説明する。図4は、従来の空力ブレーキ板20を配置した車両10の外観斜視図、図5は、図4の車両10の上面図である。
[Difference from conventional example]
Next, the difference between the arrangement of the aerodynamic brake plate 20 in the present invention and the arrangement in a conventional vehicle will be described. The arrangement of the conventional aerodynamic brake plate 20 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an external perspective view of the vehicle 10 in which the conventional aerodynamic brake plate 20 is arranged, and FIG. 5 is a top view of the vehicle 10 in FIG.

従来の車両では、本発明と異なり、空力ブレーキ板20を車両前後方向100に対して隣り合うように、列状に配置している。つまり、ある空力ブレーキ板の列における車両前後方向100での配置間隔L1(図5における空力ブレーキ板A1とA2との車両前後方向の距離)が、車両幅方向110で隣の空力ブレーキ板の列における、後方の空力ブレーキ板20との車両前後方向100配置間隔L2(図5における空力ブレーキ板A1とB2との車両前後方向の距離)と同じとなるように配置されている。   In a conventional vehicle, unlike the present invention, the aerodynamic brake plates 20 are arranged in a row so as to be adjacent to the vehicle front-rear direction 100. That is, the arrangement interval L1 in the vehicle front-rear direction 100 (the distance between the aerodynamic brake plates A1 and A2 in FIG. 5 in the vehicle front-rear direction) in a certain row of aerodynamic brake plates is equal to the row of adjacent aerodynamic brake plates in the vehicle width direction 110. The distance L2 is equal to the distance L2 (the distance between the aerodynamic brake plates A1 and B2 in FIG. 5 in the longitudinal direction of the vehicle) from the rear aerodynamic brake plate 20 in FIG.

本発明の効果を示すため、本発明における空力ブレーキ板20の配置と従来の配置による抗力の違いを流体解析にて算出した。図6に、従来の配置による空力ブレーキ板20で発生する抗力と本発明による空力ブレーキ板による抗力を示す。図7に、空力ブレーキ板20の車両高さ方向120の中心断面における、従来および本発明での空力ブレーキ板20の配置における圧力分布を示す。   In order to show the effect of the present invention, the difference in drag between the arrangement of the aerodynamic brake plate 20 in the present invention and the conventional arrangement was calculated by fluid analysis. FIG. 6 shows the drag generated by the aerodynamic brake plate 20 according to the conventional arrangement and the drag generated by the aerodynamic brake plate according to the present invention. FIG. 7 shows a pressure distribution in the arrangement of the aerodynamic brake plate 20 according to the related art and the present invention in the center cross section of the aerodynamic brake plate 20 in the vehicle height direction 120.

なお、上記流体解析は、車両前後方向100で10枚の空力ブレーキ板を1列として、車両幅方向110に2列配置した1車両を対象としている。   Note that the fluid analysis is for one vehicle in which 10 aerodynamic brake plates are arranged in one row in the vehicle longitudinal direction 100 and two rows are arranged in the vehicle width direction 110.

図5の流体解析結果より、本発明での空力ブレーキ板20の配置にすることで、同じ空力ブレーキ板の個数でありながら、車両全体での空力ブレーキ板20で発生する抗力の総和は従来の配置の場合の1.5倍になることを確認できる。   From the results of the fluid analysis of FIG. 5, the arrangement of the aerodynamic brake plates 20 according to the present invention makes it possible to reduce the total amount of drag generated by the aerodynamic brake plates 20 in the entire vehicle even when the number of aerodynamic brake plates 20 is the same. It can be confirmed that it is 1.5 times that of the arrangement.

これは、本発明での空力ブレーキ板20の配置を採用することで、個々の空力ブレーキ板20で発生する抗力が増加したことによる。これは、図7の圧力分布からも、本発明での空力ブレーキ板20の配置が、従来の空力ブレーキ板20の配置に比べて、全ての空力ブレーキ板20の車両10内側付近にて、圧力が増加していることからもわかる。   This is because the adoption of the arrangement of the aerodynamic brake plates 20 in the present invention has increased the drag generated in each aerodynamic brake plate 20. This means that the arrangement of the aerodynamic brake plates 20 according to the present invention is lower than that of the conventional aerodynamic brake plates 20 in the vicinity of the inside of the vehicle 10 of all the aerodynamic brake plates 20 from the pressure distribution of FIG. Can also be seen from the increase.

この空力ブレーキ板20で発生する抗力の増加する原理を図8、図9および図10を用いて説明する。図8は、空力ブレーキ板20の車両幅方向110の中心における車両高さ方向の断面における、空力ブレーキ板20周りの気流の概要図である。図9は、空力ブレーキ板20の車両高さ方向120の中心断面における、従来の空力ブレーキ板20を配置した場合の空力ブレーキ板周りの気流の概要図である。図10は、空力ブレーキ板20の車両高さ方向120の中心断面における、本発明における空力ブレーキ板20を配置した場合の空力ブレーキ板周りの気流の概要図である。   The principle of increasing the drag generated by the aerodynamic brake plate 20 will be described with reference to FIGS. 8, 9 and 10. FIG. FIG. 8 is a schematic diagram of an airflow around the aerodynamic brake plate 20 in a cross section in the vehicle height direction at the center of the aerodynamic brake plate 20 in the vehicle width direction 110. FIG. 9 is a schematic diagram of the airflow around the aerodynamic brake plate when the conventional aerodynamic brake plate 20 is arranged, in the center section of the aerodynamic brake plate 20 in the vehicle height direction 120. FIG. 10 is a schematic diagram of the airflow around the aerodynamic brake plate when the aerodynamic brake plate 20 according to the present invention is disposed, in the center section of the aerodynamic brake plate 20 in the vehicle height direction 120.

空力ブレーキ板20周りの気流は、車両幅方向110に対する断面では、空力ブレーキ板20の配置に関係なく、図8のように、空力ブレーキ板20に向かう気流S1が、空力ブレーキ板20にて上方に向かって剥離をすることで、車両高さ方向120に偏向し、その後、車両10の屋根面で再付着して、車両前後方向100の気流S2となり、後方の空力ブレーキ板20に当たる。この流れが、車両の後方に向かって続くことにより、後方の空力ブレーキ板20に走行風が常に当たることで抗力が発生する。   The airflow around the aerodynamic brake plate 20 in the cross section in the vehicle width direction 110 is such that the airflow S1 toward the aerodynamic brake plate 20 rises upward at the aerodynamic brake plate 20, as shown in FIG. As a result, the vehicle is deflected in the vehicle height direction 120 and then re-attached on the roof surface of the vehicle 10 to become the airflow S2 in the vehicle front-rear direction 100 and hit the aerodynamic brake plate 20 behind. When this flow continues toward the rear of the vehicle, the traveling wind always hits the rear aerodynamic brake plate 20 to generate a drag.

前方の空力ブレーキ板20で剥離した気流が再付着して、車両前後方向100の気流S2となることにより、空力ブレーキ板20で発生する抗力を効率的に得ることができる。そのため、前方の空力ブレーキ板20で剥離した気流が再付着するように、車両前後方向100の空力ブレーキ板の配置間隔L1を空力ブレーキ板の高さhの6倍以上とすることが好適である。   The airflow separated from the front aerodynamic brake plate 20 is reattached and becomes the airflow S2 in the vehicle front-rear direction 100, so that the drag generated at the aerodynamic brake plate 20 can be efficiently obtained. Therefore, it is preferable that the arrangement interval L1 of the aerodynamic brake plates in the vehicle front-rear direction 100 be six times or more the height h of the aerodynamic brake plates so that the airflow separated from the aerodynamic brake plates 20 in front is reattached. .

車両高さ方向120に対する断面、つまり車両の上方から見た空力ブレーキ板20周りの気流は、空力ブレーキ板20の配置によって、大きく異なる。   The cross section in the vehicle height direction 120, that is, the airflow around the aerodynamic brake plate 20 as viewed from above the vehicle greatly differs depending on the arrangement of the aerodynamic brake plate 20.

図9に示すように、二列からなる空力ブレーキ板20を車両幅方向110に隣り合わせて列状に配置した従来の形態では、空力ブレーキ板20に向う流れS1は、空力ブレーキ板20に当たって剥離することで、車両幅方向110に偏向され、その後、空力ブレーキ板20の車両幅方向110の車両内側に戻りながら、後方の空力ブレーキ板20に当たるような流れとなる。そのため、空力ブレーキ板20の車両幅方向110の外側の両端付近に比べて、空力ブレーキ板20の車両内側付近の流れは遅くなり、後方の空力ブレーキ板20の車両内側では、抗力が小さくなる。   As shown in FIG. 9, in a conventional configuration in which two rows of aerodynamic brake plates 20 are arranged adjacent to each other in the vehicle width direction 110, a flow S <b> 1 toward the aerodynamic brake plates 20 strikes and separates from the aerodynamic brake plates 20. As a result, the flow is deflected in the vehicle width direction 110, and then returns to the inside of the vehicle in the vehicle width direction 110 of the aerodynamic brake plate 20, and the flow hits the rear aerodynamic brake plate 20. Therefore, the flow near the inside of the aerodynamic brake plate 20 inside the vehicle is slower than near both ends of the aerodynamic brake plate 20 outside the vehicle width direction 110, and the drag is small inside the aerodynamic brake plate 20 behind the vehicle.

一方、図10に示すように、二列からなる空力ブレーキ板20を車両幅方向110に隣り合わないように設置した本発明の形態では、空力ブレーキ板20に向かう流れS1は、空力ブレーキ板20に当たって剥離することで、車両幅方向110に剥離するが、その一部は空力ブレーキ板20の車両内側へ流れる。この流れは、車両前後方向100で異なる列の後方の空力ブレーキ板20に当たる。この流れは車両の後方へ続いていく。これにより、従来の、空力ブレーキ板20を車両幅方向110に隣り合わせて列状に配置した形態とは異なり、空力ブレーキ板20で剥離した流れが空力ブレーキ板20の車両内側にも流れることにより、空力ブレーキ板20の車両幅方向110の内側に流れる風速が増加するため、空力ブレーキ板20の車両内側付近での抗力が増加し、車両全体で発生する抗力が増加する。   On the other hand, as shown in FIG. 10, in the embodiment of the present invention in which the two rows of aerodynamic brake plates 20 are installed so as not to be adjacent to each other in the vehicle width direction 110, the flow S1 toward the aerodynamic brake plates 20 is , And peels in the vehicle width direction 110, but a part thereof flows inside the aerodynamic brake plate 20 inside the vehicle. This flow hits the rear aerodynamic brake plates 20 in different rows in the vehicle longitudinal direction 100. This flow continues to the rear of the vehicle. Thereby, unlike the conventional configuration in which the aerodynamic brake plates 20 are arranged in a row adjacent to each other in the vehicle width direction 110, the flow separated by the aerodynamic brake plates 20 also flows inside the vehicle of the aerodynamic brake plates 20. Since the wind speed flowing inside the aerodynamic brake plate 20 in the vehicle width direction 110 increases, the drag of the aerodynamic brake plate 20 near the inside of the vehicle increases, and the drag generated in the entire vehicle increases.

これらのことから、本発明においては、空力ブレーキ板20の個々の抗力が増加する。そのため、緊急時の停止距離を満足する抗力を確保するために必要な空力ブレーキ板の個数を減らすことができ、車両重量の低減および客室空間の確保につながる。   For these reasons, in the present invention, the individual drag of the aerodynamic brake plate 20 increases. Therefore, it is possible to reduce the number of aerodynamic brake plates required to secure the drag that satisfies the stopping distance in an emergency, which leads to a reduction in vehicle weight and a secure cabin space.

また、実施例1において、第二の実施形態として、車両幅方向の隣の列である後方の空力ブレーキ板との距離(図3のL2)が、車両幅方向の列が同じである後方の空力ブレーキ板との距離(図3のL1)の半分であるような配置とすることが好適である。   Further, in the first embodiment, as a second embodiment, the distance (L2 in FIG. 3) from the rear aerodynamic brake plate, which is the next row in the vehicle width direction, is the same as the rear row in the vehicle width direction. It is preferable that the arrangement is such that it is half the distance from the aerodynamic brake plate (L1 in FIG. 3).

これにより、車両の進行方向に問わず、空力ブレーキ板で発生する抗力を、一定量確保できる。   Thereby, regardless of the traveling direction of the vehicle, a certain amount of drag generated by the aerodynamic brake plate can be secured.

[実施例2]
図11は、第三の実施形態として、空力ブレーキ板を配置した車両(実施例2)の上面図を示す。
本発明の実施例1の形態に加えて、車両前後方向100の空力ブレーキ板20の列において、車両幅方向110に隣の列との間に隙間間隔Dを設ける。
[Example 2]
FIG. 11 shows a top view of a vehicle (Example 2) in which an aerodynamic brake plate is arranged as a third embodiment.
In addition to the configuration of the first embodiment of the present invention, in the row of the aerodynamic brake plates 20 in the vehicle front-rear direction 100, a gap D is provided between the adjacent row in the vehicle width direction 110.

これにより、車両前後方向100の空力ブレーキ板20の列の隙間に走行風が流れるため、後方の空力ブレーキ板に当たる風を速くすることができ、後方の空力ブレーキ板で発生する抗力を増加することができる。   As a result, the traveling wind flows in the gap between the rows of the aerodynamic brake plates 20 in the vehicle front-rear direction 100, so that the wind hitting the rear aerodynamic brake plate can be made faster, and the drag generated by the rear aerodynamic brake plate can be increased. Can be.

また、実施例1および実施例2において、車両前後方向100から、車両10を見たときに、空力ブレーキ板の列が、車両幅方向110で左右対称となるように配置することが好適である。   In the first and second embodiments, when the vehicle 10 is viewed from the vehicle front-rear direction 100, it is preferable that the rows of the aerodynamic brake plates are arranged so as to be symmetrical in the vehicle width direction 110. .

車両前後方向100から車両10を見たときに、空力ブレーキ板20の列が車両幅方向110で左右対称となるように配置するにより、空力ブレーキ板20による気流が車両幅方向110で対称的に流れるようになり、車両幅方向110の左右の空力ブレーキ板20に抗力が同程度発生するため、車両の走行安定性を損なわずに抗力を確保できる。   When the vehicle 10 is viewed from the vehicle front-rear direction 100, the rows of the aerodynamic brake plates 20 are arranged so as to be symmetrical in the vehicle width direction 110, so that the airflow by the aerodynamic brake plates 20 is symmetrical in the vehicle width direction 110. Since the fluid flows and the drag is generated to the same extent on the left and right aerodynamic brake plates 20 in the vehicle width direction 110, the drag can be secured without impairing the running stability of the vehicle.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例構成に置き換えることも可能である。更に、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
例えば、上記実施例1および実施例2において、車両前後方向100の空力ブレーキ板20の列を2列に限定する必要はなく、車両幅方向110に3列以上配置して構成しても良い。この場合には、空気ブレーキ板でさらに大きな抗力が発生することが期待できる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. Further, the above-described embodiments are described in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described above.
For example, in the first and second embodiments, the number of rows of the aerodynamic brake plates 20 in the vehicle front-rear direction 100 does not need to be limited to two, and three or more rows may be arranged in the vehicle width direction 110. In this case, it can be expected that a larger drag is generated in the air brake plate.

10…車両、12…車両限界、20…空力ブレーキ板、100…車両前後方向、110…車両幅方向、120…車両高さ方向 10 vehicle, 12 vehicle limit, 20 aerodynamic brake plate, 100 vehicle longitudinal direction, 110 vehicle width direction, 120 vehicle height direction

Claims (4)

車両の屋根上に出現/格納可能に構成された空力ブレーキ板が、車両前後方向に複数枚設けられて車両幅方向に隣り合って左列と右列を形成し、
前記空力ブレーキ板は、出現した際に車両正面方向の投影面において重なって見える位置に列状に配置されており、かつ、左列の前記空力ブレーキ板と、右列の前記空力ブレーキ板とは、車両幅方向の投影面において重ならずに見える位置に配置されており、
同一車両上で、左列に配置された前記空力ブレーキ板と、それに隣接する右列に配置された前記空力ブレーキ板との車両前後方向の距離が、同じ列に配置された隣接する前記空力ブレーキ板の車両前後方向の距離の半分であり、
同じ列における前記空力ブレーキ板の車両前後方向の配置間隔は、前記空力ブレーキ板の高さの6倍以上である、ことを特徴とする鉄道車両。
A plurality of aerodynamic brake plates configured to be able to appear / retract on the roof of the vehicle are provided in the front-rear direction of the vehicle, forming a left row and a right row adjacent to each other in the vehicle width direction,
The aerodynamic brake plates are arranged in a row at a position where they appear to overlap on the projection plane in the vehicle front direction when they appear, and the aerodynamic brake plates in the left column and the aerodynamic brake plates in the right column are , Is located at a position that does not overlap on the projection plane in the vehicle width direction,
On the same vehicle, the distance between the aerodynamic brake plates arranged in the left column and the adjacent aerodynamic brake plates arranged in the right column in the vehicle front-rear direction is adjacent to the aerodynamic brake plates arranged in the same column. Ri vehicle half der in the front-rear direction of the distance of the plate,
The railcar according to claim 1, wherein an arrangement interval of the aerodynamic brake plates in the longitudinal direction of the vehicle in the same row is at least six times the height of the aerodynamic brake plates .
車両幅方向に複数列に配置された前記空力ブレーキ板において、車両幅方向に隣り合う空力ブレーキ板の列同士の間に隙間を設けたことを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両。   The railway vehicle according to claim 1, wherein, in the aerodynamic brake plates arranged in a plurality of rows in the vehicle width direction, a gap is provided between rows of aerodynamic brake plates adjacent in the vehicle width direction. 車両幅方向に複数列に配置された前記空力ブレーキ板は、車両前後方向から、車両を見たときに、車両中心を中心に車両幅方向で左右対称に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の鉄道車両。   The aerodynamic brake plates arranged in a plurality of rows in the vehicle width direction are symmetrically arranged in the vehicle width direction with respect to the vehicle center when the vehicle is viewed from the vehicle front-rear direction. Item 3. The railway vehicle according to item 1 or 2. 前記空力ブレーキ板において、車両前後方向の列を3列以上に配置して構成される、請求項1〜3の何れか一項に記載の鉄道車両。   The railway vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the aerodynamic brake plate is configured by arranging three or more rows in a vehicle longitudinal direction.
JP2016200309A 2016-10-11 2016-10-11 Railway vehicle with aerodynamic brake Active JP6674882B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016200309A JP6674882B2 (en) 2016-10-11 2016-10-11 Railway vehicle with aerodynamic brake

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016200309A JP6674882B2 (en) 2016-10-11 2016-10-11 Railway vehicle with aerodynamic brake

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018062208A JP2018062208A (en) 2018-04-19
JP6674882B2 true JP6674882B2 (en) 2020-04-01

Family

ID=61967308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016200309A Active JP6674882B2 (en) 2016-10-11 2016-10-11 Railway vehicle with aerodynamic brake

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6674882B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018062208A (en) 2018-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9610984B2 (en) Vehicle body side structure
KR101305564B1 (en) Tubular back beam for vehicle
US9738331B2 (en) Vehicle lower portion structure
CN107000664A (en) Vehicle front body structure for absorbing small offset collision power
JP2007518626A (en) Movable leading edge flaps for aircraft aerofoil wings and wings with such movable leading edge flaps
CN104619575A (en) Vehicle lower structure
JP5824295B2 (en) Railway vehicle with aerodynamic brake
JP2015061773A (en) Vehicle lower part structure
US8439412B2 (en) Motor vehicle forward structure
CN109625014A (en) A kind of vehicle head structure of rail vehicle
US10377431B2 (en) Vehicle side structure of pickup truck
JP4888764B2 (en) Vehicle side skirt
JP6674882B2 (en) Railway vehicle with aerodynamic brake
BRPI0612551A2 (en) fastening device for a seat rail on a floor, and aircraft fitted with such fastening device
EP3699063A1 (en) Vehicle and longitudinal beam thereof
JP6824683B2 (en) Rail car
JP2018536580A (en) Bumper beam
WO2014202147A1 (en) High-speed rail vehicle provided with a streamlined nose
JP2008179217A (en) Vehicular straightening device
KR101524010B1 (en) Bogie air dam
JP6973906B2 (en) Fin structure under the front bumper
US9926020B2 (en) Vehicle front portion structure
JP6593789B2 (en) Body structure
JP6254510B2 (en) Method for reducing meandering flow generated under railcar floor
JP2018184164A (en) Railway vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191126

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200121

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200212

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200303

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200309

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6674882

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150