JPH09136645A - 高速走行車両の高速気流音低減方法 - Google Patents
高速走行車両の高速気流音低減方法Info
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- JPH09136645A JPH09136645A JP7332437A JP33243795A JPH09136645A JP H09136645 A JPH09136645 A JP H09136645A JP 7332437 A JP7332437 A JP 7332437A JP 33243795 A JP33243795 A JP 33243795A JP H09136645 A JPH09136645 A JP H09136645A
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速走行車両の先頭車両やパンタグラフカバ
ー、パンタグラフ集電装置から発生する空力音を、空気
の流層間の速度勾配を小さくすることによって低減する
とともに、パンタグラフカバーやパンタグラフ集電装置
などから生ずる騒音が、音響的に車体と結合し、車体自
体が大型の二次発音体となって周辺に騒音を放射する媒
体とならないように抑制する、高速走車両の高速気流音
低減方法を提供する。 【構成】 高速気流音による騒音を低減する高速走行車
両において、先頭車両の前面、または、車両屋根上の風
防カバーの前面の形状を、前記前面の投影面の中央を車
両進行方向の前方へ尖らせた流線形としたことを特徴と
する高速走行車両の高速気流音低減方法。
ー、パンタグラフ集電装置から発生する空力音を、空気
の流層間の速度勾配を小さくすることによって低減する
とともに、パンタグラフカバーやパンタグラフ集電装置
などから生ずる騒音が、音響的に車体と結合し、車体自
体が大型の二次発音体となって周辺に騒音を放射する媒
体とならないように抑制する、高速走車両の高速気流音
低減方法を提供する。 【構成】 高速気流音による騒音を低減する高速走行車
両において、先頭車両の前面、または、車両屋根上の風
防カバーの前面の形状を、前記前面の投影面の中央を車
両進行方向の前方へ尖らせた流線形としたことを特徴と
する高速走行車両の高速気流音低減方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に高速で走行する鉄
道車両の高速気流音を低減する方法に関するのもであ
る。
道車両の高速気流音を低減する方法に関するのもであ
る。
【０００２】
【従来の技術】新幹線のような高速移動体によってもた
らされる騒音は、走行速度が高速になればなるほど走行
車両から放射される空力音による騒音の割合が急激に増
大する。とりわけ、先頭車両の前面、車両のパンタグラ
フ、ケーブルヘッド、風防カバーなどによって生ずる空
力音は、高速走行時においては、車輪の転動音、パンタ
グラフのしゅう動音、スパーク音などの騒音レベルを大
きく上回るとされており、これら空力音による騒音は、
車両走行速度のほぼ６乗則、あるいは、それ以上で増加
するとさえいわれている。このような騒音に対しては、
従来から、各種の防音対策が施されており、たとえば、
先頭車両の前面の形状を連結機の部分まですっぽりと覆
う流線形としたり、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は、特開平４−３０４１０１のよう
に、パンタグラフ集電装置の前後左右に遮音壁を設けて
遮音する方法などが考案されている。
らされる騒音は、走行速度が高速になればなるほど走行
車両から放射される空力音による騒音の割合が急激に増
大する。とりわけ、先頭車両の前面、車両のパンタグラ
フ、ケーブルヘッド、風防カバーなどによって生ずる空
力音は、高速走行時においては、車輪の転動音、パンタ
グラフのしゅう動音、スパーク音などの騒音レベルを大
きく上回るとされており、これら空力音による騒音は、
車両走行速度のほぼ６乗則、あるいは、それ以上で増加
するとさえいわれている。このような騒音に対しては、
従来から、各種の防音対策が施されており、たとえば、
先頭車両の前面の形状を連結機の部分まですっぽりと覆
う流線形としたり、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は、特開平４−３０４１０１のよう
に、パンタグラフ集電装置の前後左右に遮音壁を設けて
遮音する方法などが考案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、先
頭車両の前面の形状を流線形とすることによって、空気
抵抗が大きくならないようにして騒音の発生を抑えた
り、パンタグラフ集電装置やケーブルヘッドをパンタグ
ラフカバーやケーブルヘッドカバーで囲み、パンタグラ
フ集電装置やケーブルヘッドに当たる空気流の平均流速
を低減させることによって、パンタグラフ集電装置やケ
ーブルヘッド自体の空力音を低減させ、さらに、スパー
ク音、しゅう動音などのパンタグラフ集電装置から発生
する騒音を遮へいしたりするものである。
頭車両の前面の形状を流線形とすることによって、空気
抵抗が大きくならないようにして騒音の発生を抑えた
り、パンタグラフ集電装置やケーブルヘッドをパンタグ
ラフカバーやケーブルヘッドカバーで囲み、パンタグラ
フ集電装置やケーブルヘッドに当たる空気流の平均流速
を低減させることによって、パンタグラフ集電装置やケ
ーブルヘッド自体の空力音を低減させ、さらに、スパー
ク音、しゅう動音などのパンタグラフ集電装置から発生
する騒音を遮へいしたりするものである。
【０００４】パンタグラフ集電装置やケーブルヘッドに
当たる空気流の平均流速を低減させるためには、パンタ
グラフカバーやケーブルヘッドカバーの高さを十分高く
し、かつ、パンタグラフカバーにあっては、前壁の傾斜
角を大きくして、上流の前壁の上端における空気のはく
離を大きくする必要がある。一方、パンタグラフカバー
やケーブルヘッドカバーを設けると、パンタグラフカバ
ーやケーブルヘッドカバー自体が空力音による新たな騒
音を発生することになり、騒音の総合的な遮へい効果が
十分に得られなくなるという問題があった。
当たる空気流の平均流速を低減させるためには、パンタ
グラフカバーやケーブルヘッドカバーの高さを十分高く
し、かつ、パンタグラフカバーにあっては、前壁の傾斜
角を大きくして、上流の前壁の上端における空気のはく
離を大きくする必要がある。一方、パンタグラフカバー
やケーブルヘッドカバーを設けると、パンタグラフカバ
ーやケーブルヘッドカバー自体が空力音による新たな騒
音を発生することになり、騒音の総合的な遮へい効果が
十分に得られなくなるという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、先頭車両の前面で発生す
る空力音、または、パンタグラフカバーやケーブルヘッ
ドカバー前面で発生する空力音、および、パンタグラフ
集電装置自体から発生する空力音を低減するとともに、
パンタグラフカバーあるいはケーブルヘッドカバー、パ
ンタグラフ集電装置などが発音源となって発生された騒
音が、音響的に車体と結合し、車体自体が大型の二次発
音体となって周辺に騒音を放射する媒体となることのな
いように抑制することによって、高速走行時の車両の騒
音を総合的に低減することのできる、高速気流音の低減
方法を提供しようとするものである。
る空力音、または、パンタグラフカバーやケーブルヘッ
ドカバー前面で発生する空力音、および、パンタグラフ
集電装置自体から発生する空力音を低減するとともに、
パンタグラフカバーあるいはケーブルヘッドカバー、パ
ンタグラフ集電装置などが発音源となって発生された騒
音が、音響的に車体と結合し、車体自体が大型の二次発
音体となって周辺に騒音を放射する媒体となることのな
いように抑制することによって、高速走行時の車両の騒
音を総合的に低減することのできる、高速気流音の低減
方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】高速気流音による騒音を
低減する高速走行車両において、車両進行方向の前方か
ら風圧を受ける先頭車両の前面、または、車両屋根上の
風防カバーの前面の形状を、前記前面の投影面の中央を
車両進行方向の前方へ尖らせた流線形とする。
低減する高速走行車両において、車両進行方向の前方か
ら風圧を受ける先頭車両の前面、または、車両屋根上の
風防カバーの前面の形状を、前記前面の投影面の中央を
車両進行方向の前方へ尖らせた流線形とする。
【０００７】また、高速気流音による騒音を低減する高
速走行車両において、パンタグラフ集電装置の集電体、
および、集電体支持枠または集電体支持柱の形状を、車
両進行方向に面する短い寸法の方を厚み、長い方を長
さ、側方を幅とするとき、厚みに対する幅を十分大と
し、前面の厚みを２等分する稜線を有する長さ方向に垂
直な断面を、車両進行方向の前方へ尖らせた流線形とす
る。
速走行車両において、パンタグラフ集電装置の集電体、
および、集電体支持枠または集電体支持柱の形状を、車
両進行方向に面する短い寸法の方を厚み、長い方を長
さ、側方を幅とするとき、厚みに対する幅を十分大と
し、前面の厚みを２等分する稜線を有する長さ方向に垂
直な断面を、車両進行方向の前方へ尖らせた流線形とす
る。
【０００８】風防カバー、または、パンタグラフ集電装
置を、吸音緩衝部材、または、吸振緩衝手段を介して、
高速走行車両本体に取り付ける。
置を、吸音緩衝部材、または、吸振緩衝手段を介して、
高速走行車両本体に取り付ける。
【０００９】
【作用】先頭車両の前面の中央、または、車体屋根上に
設けられるパンタグラフカバーあるいはケーブルヘッド
カバーの前面の中央を、車両進行方向の前方へ尖らせた
流線形とし、車両進行方向の前方から受ける風圧を、上
下左右の全方向に均一に分散して流し、流れが前面中央
先端部から外側へ押し広げられるときに表面との間で生
ずる相対的な速度加速を軽減することによって、車両の
高速走行時の先頭車両の前面の表面近傍、または、パン
タグラフカバーあるいはケーブルヘッドカバーの前面の
表面近傍を流れる空気の流層間の速度勾配を小さくし
て、空気の流層間の粘性抵抗などによって生ずる摩擦音
を６乗則で低減する。
設けられるパンタグラフカバーあるいはケーブルヘッド
カバーの前面の中央を、車両進行方向の前方へ尖らせた
流線形とし、車両進行方向の前方から受ける風圧を、上
下左右の全方向に均一に分散して流し、流れが前面中央
先端部から外側へ押し広げられるときに表面との間で生
ずる相対的な速度加速を軽減することによって、車両の
高速走行時の先頭車両の前面の表面近傍、または、パン
タグラフカバーあるいはケーブルヘッドカバーの前面の
表面近傍を流れる空気の流層間の速度勾配を小さくし
て、空気の流層間の粘性抵抗などによって生ずる摩擦音
を６乗則で低減する。
【００１０】また、パンタグラフ集電装置の集電体、お
よび、集電体支持枠または集電体支持柱の形状を、車両
進行方向に面する短い寸法の方を厚み、長い方を長さ、
側方を幅とするとき、厚みに対する幅を十分大とし、前
面の厚みを２等分する稜線を有する長さ方向に垂直な断
面を、車両進行方向の前方へ尖らせた流線形とし、車両
進行方向の前方から受ける風圧を、上下または左右の方
向に均一に分散して流し、流れが前面中央先端部から外
側へ押し広げられるときに表面との間で生ずる相対的な
速度加速を軽減することによって、車両の高速走行時の
集電体、集電体を支持する集電体支持枠または集電体支
持柱などの各部材の前面の表面近傍を流れる空気の流層
間の速度勾配を小さくして、空気の流層間の粘性抵抗な
どによって生ずる摩擦音を６乗則で低減する。
よび、集電体支持枠または集電体支持柱の形状を、車両
進行方向に面する短い寸法の方を厚み、長い方を長さ、
側方を幅とするとき、厚みに対する幅を十分大とし、前
面の厚みを２等分する稜線を有する長さ方向に垂直な断
面を、車両進行方向の前方へ尖らせた流線形とし、車両
進行方向の前方から受ける風圧を、上下または左右の方
向に均一に分散して流し、流れが前面中央先端部から外
側へ押し広げられるときに表面との間で生ずる相対的な
速度加速を軽減することによって、車両の高速走行時の
集電体、集電体を支持する集電体支持枠または集電体支
持柱などの各部材の前面の表面近傍を流れる空気の流層
間の速度勾配を小さくして、空気の流層間の粘性抵抗な
どによって生ずる摩擦音を６乗則で低減する。
【００１１】パンタグラフカバー、ケーブルヘッドカバ
ー、パンタグラフ集電装置の車体屋根上への設置は、そ
れぞれ、吸音緩衝部材や吸振緩衝装置を介して取り付け
られ、パンタグラフカバー、ケーブルヘッドカバー、パ
ンタグラフ集電装置による音響的振動が、車体へ直接伝
わらないため、車体本体が、大型の発音体となって騒音
を放射することもない。
ー、パンタグラフ集電装置の車体屋根上への設置は、そ
れぞれ、吸音緩衝部材や吸振緩衝装置を介して取り付け
られ、パンタグラフカバー、ケーブルヘッドカバー、パ
ンタグラフ集電装置による音響的振動が、車体へ直接伝
わらないため、車体本体が、大型の発音体となって騒音
を放射することもない。
【００１２】［実施例］ 実施例１ 以下、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。図
１は、本発明による風圧を受ける物体の前面の基本形状
を示す断面図である。図２（Ａ）は、本発明による気流
の表面流線を示す図であり、図２（Ｂ）は、従米の形状
による気流の表面流線を示す図である。図３は、パンタ
グラフカバー前面および前壁の側面図であり、図４は、
パンタグラフ集電装置およびパンタグラフカバーの斜視
図、図５は、ケーブルヘッドおよびケーブルヘッドカバ
ーの斜視図である。１は、パンタグラフカバー、２は、
ケーブルヘッドカバー、３ｂ、３ｐ、３ｃは、先頭車
両、パンタグラフカバー１、ケーブルヘッドカバー２の
前面である。４は、車体、５ｂ、５ｐ、５ｃは、車体
４、パンタグラフカバー１、ケーブルヘッドカバー２の
高さ、６は、パンタグラフ集電装置、７は、ケーブルヘ
ッド、８は、車体屋根上、９は、吸音緩衝部材、１０
は、吸振緩衝装置、１１は、前壁である。図１は、本発
明による先頭車両、パンタグラフカバー１、ケーブルヘ
ッドカバー２の前面、３ｂ、３ｐ、３ｃの基本形状を示
す断面図であり、これらの前面の投影面の中央を、車両
進行方向の前方へ尖らせた流線形となるように隆起させ
ることによって、車両の高速走行時の車両進行方向の前
方から受ける風圧を、上下左右の全方向に均一に分散し
て流し、先頭車両、パンタグラフカバー１、ケーブルヘ
ッドカバー２の前面、３ｂ、３ｐ、３ｃの表面近傍を流
れる空気流の流層間の速度勾配をできるだけ小さくし
て、空気の流層間の粘性抵抗などによって生ずる摩擦音
を６乗則で低減しようとするものである。
１は、本発明による風圧を受ける物体の前面の基本形状
を示す断面図である。図２（Ａ）は、本発明による気流
の表面流線を示す図であり、図２（Ｂ）は、従米の形状
による気流の表面流線を示す図である。図３は、パンタ
グラフカバー前面および前壁の側面図であり、図４は、
パンタグラフ集電装置およびパンタグラフカバーの斜視
図、図５は、ケーブルヘッドおよびケーブルヘッドカバ
ーの斜視図である。１は、パンタグラフカバー、２は、
ケーブルヘッドカバー、３ｂ、３ｐ、３ｃは、先頭車
両、パンタグラフカバー１、ケーブルヘッドカバー２の
前面である。４は、車体、５ｂ、５ｐ、５ｃは、車体
４、パンタグラフカバー１、ケーブルヘッドカバー２の
高さ、６は、パンタグラフ集電装置、７は、ケーブルヘ
ッド、８は、車体屋根上、９は、吸音緩衝部材、１０
は、吸振緩衝装置、１１は、前壁である。図１は、本発
明による先頭車両、パンタグラフカバー１、ケーブルヘ
ッドカバー２の前面、３ｂ、３ｐ、３ｃの基本形状を示
す断面図であり、これらの前面の投影面の中央を、車両
進行方向の前方へ尖らせた流線形となるように隆起させ
ることによって、車両の高速走行時の車両進行方向の前
方から受ける風圧を、上下左右の全方向に均一に分散し
て流し、先頭車両、パンタグラフカバー１、ケーブルヘ
ッドカバー２の前面、３ｂ、３ｐ、３ｃの表面近傍を流
れる空気流の流層間の速度勾配をできるだけ小さくし
て、空気の流層間の粘性抵抗などによって生ずる摩擦音
を６乗則で低減しようとするものである。
【００１３】ここで、高速走行時の先頭車両、パンタグ
ラフカバー１、ケーブルヘッドカバー２の前面、３ｂ、
３ｐ、３ｃの空力音について、図２（Ａ）（Ｂ）によっ
て説明する。図２（Ａ）は、本発明による先頭車両、パ
ンタグラフカバー１、ケーブルヘッドカバー２の前面、
３ｂ、３ｐ、３ｃの表面近傍を流れる気流の表面流線を
示す図であり、図２（Ｂ）は、同じく従来の形状の前面
の表面近傍を流れる気流の表面流線を示す図である。い
ま、車両は右から左へ一定の速度Ｖｏで高速走行するも
のとする。先頭車両、パンタグラフカバー１、ケーブル
ヘッドカバー２の前面、３ｂ、３ｐ、３ｃの表面Ｐの空
気は、微小時間Δｔ間に、Ｑまで押し上げられることに
なり、Ｐの空気は、それぞれ相対的にＳＡ，ＳＢだけ進
んだものとして考える。ＰＡＱＡおよびＰＢＱＢ間を流
れる空気の速度は、それぞれ近似的にＳＡ／Δｔおよび
ＳＢ／Δｔであって、図からも分かるとおり、ＳＡ＜Ｓ
Ｂである。（Ａ）および（Ｂ）の表面から見たＰＡから
ＱＡのおよびＰＢからＱＢへ流れる（Ａ）および（Ｂ）
の表面近傍の空気の流速比は、ＰＡＱＡとＰＡＲＡおよ
びＰＢＱＢとＰＢＲＢとの成す角をそれぞれθＡおよび
θＢとすると、１／ＣＯＳθＡおよび１／ＣＯＳθＢに
比例する。図からθＡ＜θＢであるから、θの値の小さ
い（Ａ）の空気流の速さの方が、ＣＯＳθＡおよびＣＯ
ＳθＢの値に反比例して、（Ｂ）よりも小さくなること
が分かる。
ラフカバー１、ケーブルヘッドカバー２の前面、３ｂ、
３ｐ、３ｃの空力音について、図２（Ａ）（Ｂ）によっ
て説明する。図２（Ａ）は、本発明による先頭車両、パ
ンタグラフカバー１、ケーブルヘッドカバー２の前面、
３ｂ、３ｐ、３ｃの表面近傍を流れる気流の表面流線を
示す図であり、図２（Ｂ）は、同じく従来の形状の前面
の表面近傍を流れる気流の表面流線を示す図である。い
ま、車両は右から左へ一定の速度Ｖｏで高速走行するも
のとする。先頭車両、パンタグラフカバー１、ケーブル
ヘッドカバー２の前面、３ｂ、３ｐ、３ｃの表面Ｐの空
気は、微小時間Δｔ間に、Ｑまで押し上げられることに
なり、Ｐの空気は、それぞれ相対的にＳＡ，ＳＢだけ進
んだものとして考える。ＰＡＱＡおよびＰＢＱＢ間を流
れる空気の速度は、それぞれ近似的にＳＡ／Δｔおよび
ＳＢ／Δｔであって、図からも分かるとおり、ＳＡ＜Ｓ
Ｂである。（Ａ）および（Ｂ）の表面から見たＰＡから
ＱＡのおよびＰＢからＱＢへ流れる（Ａ）および（Ｂ）
の表面近傍の空気の流速比は、ＰＡＱＡとＰＡＲＡおよ
びＰＢＱＢとＰＢＲＢとの成す角をそれぞれθＡおよび
θＢとすると、１／ＣＯＳθＡおよび１／ＣＯＳθＢに
比例する。図からθＡ＜θＢであるから、θの値の小さ
い（Ａ）の空気流の速さの方が、ＣＯＳθＡおよびＣＯ
ＳθＢの値に反比例して、（Ｂ）よりも小さくなること
が分かる。
【００１４】物体表面上では流体は静止するから、表面
流線で示されるＳＡ，ＳＢを摩擦応力線の大きさと考え
ると、摩擦応力線の大きいところでは、空気の流層間の
速度勾配も大きく、粘性抵抗などによって生ずる摩擦音
も大きくなる。車両の高速走行時の粘性抵抗などによる
摩擦空力音は速度の６乗に比例するから、（Ａ）の表面
流線で示される摩擦応力線ＳＡの大きさの方が（Ｂ）の
表面流線で示される摩擦応力線ＳＢよりもわずかにでも
小さい場合は、６乗則に近い割合で空力音による騒音は
大幅に低減される。
流線で示されるＳＡ，ＳＢを摩擦応力線の大きさと考え
ると、摩擦応力線の大きいところでは、空気の流層間の
速度勾配も大きく、粘性抵抗などによって生ずる摩擦音
も大きくなる。車両の高速走行時の粘性抵抗などによる
摩擦空力音は速度の６乗に比例するから、（Ａ）の表面
流線で示される摩擦応力線ＳＡの大きさの方が（Ｂ）の
表面流線で示される摩擦応力線ＳＢよりもわずかにでも
小さい場合は、６乗則に近い割合で空力音による騒音は
大幅に低減される。
【００１５】図３は、パンタグラフカバー１の前面３ｐ
に傾斜角θを有する前壁１１を設けた図であり、必要に
応じて、傾斜角θを大きくとり、前壁１１の上端におけ
る空気のはく離を大きくして、パンタグラフ集電装置６
に当たる空気流の平均流速を低減させるものである。
に傾斜角θを有する前壁１１を設けた図であり、必要に
応じて、傾斜角θを大きくとり、前壁１１の上端におけ
る空気のはく離を大きくして、パンタグラフ集電装置６
に当たる空気流の平均流速を低減させるものである。
【００１６】また、図４、または、図５で示す通り、パ
ンタグラフカバー１およびケーブルヘッドカバー２、ま
たは、パンタグラフ集電装置６は、車体屋根上８あるい
は車体４本体へ、それぞれ吸音緩衝部材９、または、や
吸振緩衝装置１０を介して取り付けられており、音響的
振動の固体伝搬が抑制されるため、パンタグラフカバー
１およびケーブルヘッドカバー２、または、パンタグラ
フ集電装置６から発生する空力音による振動が、車体４
へ直に伝わることがなく、これらの騒音が車体４から放
射される割合は大幅に低減される。
ンタグラフカバー１およびケーブルヘッドカバー２、ま
たは、パンタグラフ集電装置６は、車体屋根上８あるい
は車体４本体へ、それぞれ吸音緩衝部材９、または、や
吸振緩衝装置１０を介して取り付けられており、音響的
振動の固体伝搬が抑制されるため、パンタグラフカバー
１およびケーブルヘッドカバー２、または、パンタグラ
フ集電装置６から発生する空力音による振動が、車体４
へ直に伝わることがなく、これらの騒音が車体４から放
射される割合は大幅に低減される。
【００１７】実施例２ 以下、本発明の実施例２を、図４、および、図６によっ
て説明する。図６（Ａ）は、本発明による気流の表面流
線を示す図であり、図６（Ｂ）（Ｃ）は、従来の形状に
よる気流の表面流線を示す図である。図において、上記
実施例１と共通の部分は、同一符号を付してある。１２
は、集電体、１３は、集電体支持枠である。集電体１
２、および、集電体を支持する集電体支持枠１３は、パ
ンタグラフ集電装置６を構成する。パンタグラフ集電装
置６の各部材の形状を、車両の進行方向に面する短い寸
法の方をそれぞれ厚み、長い方を長さ、側方をそれぞれ
幅とするとき、前記集電体１２、および、集電体支持枠
１３の各部材の厚みに対する幅を十分大とし、前面の厚
みを２等分する稜線を有する長さ方向に垂直な断面を、
車両進行方向の前方へ尖らせた流線形とすることによっ
て、車両の高速走行時の車両進行方向の前方から受ける
風圧を、上下または左右の方向に均一に分散して流し、
集電体１２、および、集電体支持枠１３の各部材の前面
の表面近傍を流れる空気流の流層間の速度勾配をできる
だけ小さくして、空気の流層間の粘性抵抗などによって
生ずる摩擦音を６乗則で低減する。
て説明する。図６（Ａ）は、本発明による気流の表面流
線を示す図であり、図６（Ｂ）（Ｃ）は、従来の形状に
よる気流の表面流線を示す図である。図において、上記
実施例１と共通の部分は、同一符号を付してある。１２
は、集電体、１３は、集電体支持枠である。集電体１
２、および、集電体を支持する集電体支持枠１３は、パ
ンタグラフ集電装置６を構成する。パンタグラフ集電装
置６の各部材の形状を、車両の進行方向に面する短い寸
法の方をそれぞれ厚み、長い方を長さ、側方をそれぞれ
幅とするとき、前記集電体１２、および、集電体支持枠
１３の各部材の厚みに対する幅を十分大とし、前面の厚
みを２等分する稜線を有する長さ方向に垂直な断面を、
車両進行方向の前方へ尖らせた流線形とすることによっ
て、車両の高速走行時の車両進行方向の前方から受ける
風圧を、上下または左右の方向に均一に分散して流し、
集電体１２、および、集電体支持枠１３の各部材の前面
の表面近傍を流れる空気流の流層間の速度勾配をできる
だけ小さくして、空気の流層間の粘性抵抗などによって
生ずる摩擦音を６乗則で低減する。
【００１８】高速走行時のパンタグラフ集電装置６の集
電体１２、または、集電体支持枠１３の各部材の空力音
について、図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）によって説明する。
図６（Ａ）は、本発明による集電体１２、または、集電
体支持枠１３の前面の表面近傍を流れる気流の表面流線
を示す図であり、図６（Ｂ）は、従来の形状の集電体、
（Ｃ）は、同じく従来の形状の集電体支持枠の各部材の
前面の表面近傍を流れる気流の表面流線を示す図であ
る。 車両は右から左へ一定の速度Ｖｏで高速走行する
ものとする。空気流は、パンタグラフ集電装置６の集電
体１２、および、集電体支持枠１３の各部材の表面を、
微小時間Δｔ間に、図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）で示すよう
に、それぞれ、相対的にＳＡ，ＳＢ，ＳＣだけ進んだも
のとして考える。図からも分かるとおり、ＳＡ＜ＳＢ，
ＳＡ＜ＳＣである。パンタグラフ集電装置６の集電体１
２、および、集電体支持枠１３の各部材の表面から見た
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の表面近傍を流れる空気流の速さ
は、ＶＡ＜ＶＢ、または、ＶＡ＜ＶＣであり、表面近傍
での空気流の流れの速さを比べると、（Ａ）の空気流の
速さの方が（Ｂ）（Ｃ）よりも小さくなる。車両の高速
走行時の粘性抵抗などによる摩擦空力音は速度の６乗に
比例するから、（Ａ）の表面流線で示される摩擦応力線
の大きさの方が（Ｂ）（Ｃ）よりもわずかにでも小さい
場合は、６乗則に近い割合で空力音による騒音は大幅に
低減される。
電体１２、または、集電体支持枠１３の各部材の空力音
について、図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）によって説明する。
図６（Ａ）は、本発明による集電体１２、または、集電
体支持枠１３の前面の表面近傍を流れる気流の表面流線
を示す図であり、図６（Ｂ）は、従来の形状の集電体、
（Ｃ）は、同じく従来の形状の集電体支持枠の各部材の
前面の表面近傍を流れる気流の表面流線を示す図であ
る。 車両は右から左へ一定の速度Ｖｏで高速走行する
ものとする。空気流は、パンタグラフ集電装置６の集電
体１２、および、集電体支持枠１３の各部材の表面を、
微小時間Δｔ間に、図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）で示すよう
に、それぞれ、相対的にＳＡ，ＳＢ，ＳＣだけ進んだも
のとして考える。図からも分かるとおり、ＳＡ＜ＳＢ，
ＳＡ＜ＳＣである。パンタグラフ集電装置６の集電体１
２、および、集電体支持枠１３の各部材の表面から見た
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の表面近傍を流れる空気流の速さ
は、ＶＡ＜ＶＢ、または、ＶＡ＜ＶＣであり、表面近傍
での空気流の流れの速さを比べると、（Ａ）の空気流の
速さの方が（Ｂ）（Ｃ）よりも小さくなる。車両の高速
走行時の粘性抵抗などによる摩擦空力音は速度の６乗に
比例するから、（Ａ）の表面流線で示される摩擦応力線
の大きさの方が（Ｂ）（Ｃ）よりもわずかにでも小さい
場合は、６乗則に近い割合で空力音による騒音は大幅に
低減される。
【００１９】実施例３ 次に、本発明による実施例３を、図４、および、図６
（Ａ）（Ｄ）によって説明する。上記実施例２と共通の
部分は、同一符号を付してある。図４において、集電体
１２を支持する集電体支持枠１３に代わる集電体支持柱
と、該集電体支持柱に用いられるガイシの形状を、それ
ぞれ、集電体支持柱は、車両の進行方向の前面の形状
を、車両の幅方向を厚み、上下方向を長さ、側方を幅と
するとき、厚みに対して幅を十分大とし、前面の厚みを
２等分する稜線を有する長さ方向に垂直な断面を、車両
進行方向の前方へ尖らせた流線形とする。また、ガイシ
は、車両の進行方向の前面へ投影したときの車体の幅の
方向を厚み、偏平側を下にして左右対称な丸みを帯びた
円弧を書く高さを長さ、側面の偏平側を下にして上側に
丸みを帯びた円弧を書く車体長の方向を幅とするとき、
厚みに対する幅を十分大とし、前面の下部厚みの中央
を、車両進行方向の前方へ尖らせた流線形となる形状と
する。車両の高速走行時の車両進行方向の前方から受け
る風圧を、集電体支持柱は左右均一に分散し、ガイシは
左右方向および上方へ均一に分散して流し、集電体支持
柱、および、ガイシの前面の表面近傍を流れる空気流の
流層間の速度勾配を、それぞれ、できるだけ小さくし
て、空気の流層間の粘性抵抗などによって生ずる摩擦音
を６乗則で低減する。
（Ａ）（Ｄ）によって説明する。上記実施例２と共通の
部分は、同一符号を付してある。図４において、集電体
１２を支持する集電体支持枠１３に代わる集電体支持柱
と、該集電体支持柱に用いられるガイシの形状を、それ
ぞれ、集電体支持柱は、車両の進行方向の前面の形状
を、車両の幅方向を厚み、上下方向を長さ、側方を幅と
するとき、厚みに対して幅を十分大とし、前面の厚みを
２等分する稜線を有する長さ方向に垂直な断面を、車両
進行方向の前方へ尖らせた流線形とする。また、ガイシ
は、車両の進行方向の前面へ投影したときの車体の幅の
方向を厚み、偏平側を下にして左右対称な丸みを帯びた
円弧を書く高さを長さ、側面の偏平側を下にして上側に
丸みを帯びた円弧を書く車体長の方向を幅とするとき、
厚みに対する幅を十分大とし、前面の下部厚みの中央
を、車両進行方向の前方へ尖らせた流線形となる形状と
する。車両の高速走行時の車両進行方向の前方から受け
る風圧を、集電体支持柱は左右均一に分散し、ガイシは
左右方向および上方へ均一に分散して流し、集電体支持
柱、および、ガイシの前面の表面近傍を流れる空気流の
流層間の速度勾配を、それぞれ、できるだけ小さくし
て、空気の流層間の粘性抵抗などによって生ずる摩擦音
を６乗則で低減する。
【００２０】高速走行時に低減される集電体支持柱、お
よび、ガイシの空力音についての動作原理は、実施例２
で説明したものと同様であり、集電体支持柱、および、
ガイシなどの各部の表面近傍を流れる空気流の速さは、
ＶＡ＜ＶＤであり、表面近傍での空気流の流れの速さを
比べると、（Ａ）の空気流の速さの方が（Ｄ）よりも小
さくなる。車両の高速走行時の粘性抵抗などによる摩擦
空力音は速度の６乗に比例するから、（Ａ）の表面流線
で示される摩擦応力線の大きさの方が（Ｄ）よりもわず
かにでも小さい場合は、６乗則に近い割合で空力音によ
る騒音は大幅に低減される。
よび、ガイシの空力音についての動作原理は、実施例２
で説明したものと同様であり、集電体支持柱、および、
ガイシなどの各部の表面近傍を流れる空気流の速さは、
ＶＡ＜ＶＤであり、表面近傍での空気流の流れの速さを
比べると、（Ａ）の空気流の速さの方が（Ｄ）よりも小
さくなる。車両の高速走行時の粘性抵抗などによる摩擦
空力音は速度の６乗に比例するから、（Ａ）の表面流線
で示される摩擦応力線の大きさの方が（Ｄ）よりもわず
かにでも小さい場合は、６乗則に近い割合で空力音によ
る騒音は大幅に低減される。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、新幹線のような高速移
動体の車両本体、または、車両本体外部に取り付けら
れ、進行方向の前方より風圧を受ける物体の前面の形状
を、前面の中央を尖らせた流線形として前方へ隆起させ
たり、前面に面する形状が細長い形状の物体のときに
は、前方の先端部に厚みを２等分する稜線を設け、長さ
方向に垂直な断面が前方へ尖らせた流線形となる形状と
するなどして、車両の高速走行時の車両進行方向の前方
から受ける風圧を均一に分散して流し、物体の表面近傍
の空気の流層間の速度勾配をできるだけ小さくすること
によって、摩擦空力音を６乗則で低減するものであり、
空気流の相対速度のわずかな低減によって、騒音を大幅
に低減することができる。また、パンタグラフカバー１
やケーブルヘッドカバー２、および、パンタグラフ集電
装置６が、車体屋根上８あるいは車体４本体へ、それぞ
れ吸音緩衝部材９または吸振緩衝装置１０を介して取り
付けられると、音響的振動の固体伝搬が抑制され、パン
タグラフカバー１やケーブルヘッドカバー２、および、
パンタグラフ集電装置６から発生する空力音が、車体４
へ直に伝わることがなくなるため、極めて有効な高速走
行車両の高速気流音低減方法を提供することができる。
動体の車両本体、または、車両本体外部に取り付けら
れ、進行方向の前方より風圧を受ける物体の前面の形状
を、前面の中央を尖らせた流線形として前方へ隆起させ
たり、前面に面する形状が細長い形状の物体のときに
は、前方の先端部に厚みを２等分する稜線を設け、長さ
方向に垂直な断面が前方へ尖らせた流線形となる形状と
するなどして、車両の高速走行時の車両進行方向の前方
から受ける風圧を均一に分散して流し、物体の表面近傍
の空気の流層間の速度勾配をできるだけ小さくすること
によって、摩擦空力音を６乗則で低減するものであり、
空気流の相対速度のわずかな低減によって、騒音を大幅
に低減することができる。また、パンタグラフカバー１
やケーブルヘッドカバー２、および、パンタグラフ集電
装置６が、車体屋根上８あるいは車体４本体へ、それぞ
れ吸音緩衝部材９または吸振緩衝装置１０を介して取り
付けられると、音響的振動の固体伝搬が抑制され、パン
タグラフカバー１やケーブルヘッドカバー２、および、
パンタグラフ集電装置６から発生する空力音が、車体４
へ直に伝わることがなくなるため、極めて有効な高速走
行車両の高速気流音低減方法を提供することができる。
【図１】本発明による風圧を受ける物体の前面の基本形
状を示す断面図である。
状を示す断面図である。
【図２】（Ａ） 本発明による気流の表面流線を示す図
である。 （Ｂ） 従来の形状による気流の表面流線を示す図であ
る。
である。 （Ｂ） 従来の形状による気流の表面流線を示す図であ
る。
【図３】パンタグラフカバー前面および前壁の側面図で
ある。
ある。
【図４】パンタグラフ集電装置およびパンタグラフカバ
ーの斜視図である。
ーの斜視図である。
【図５】ケーブルヘッドおよびケーブルヘッドカバーの
斜視図である。
斜視図である。
【図６】（Ａ） 本発明による気流の表面流線を示す図
である。 （Ｂ） 従来の形状による気流の表面流線を示す図であ
る。 （Ｃ） 従来の形状による気流の表面流線を示す図であ
る。 （Ｄ） 従来の形状による気流の表面流線を示す図であ
る。
である。 （Ｂ） 従来の形状による気流の表面流線を示す図であ
る。 （Ｃ） 従来の形状による気流の表面流線を示す図であ
る。 （Ｄ） 従来の形状による気流の表面流線を示す図であ
る。
１、パンタグラフカバー ２、ケーブルヘッドカバー ３ｂ、３ｐ、３ｃ、先頭車両、パンタグラフカバー、ケ
ーブルヘッドカバーの前面 ４、車体 ５ｂ、５ｐ、５ｃ、車体、パンタグラフカバー、ケーブ
ルヘッドカバーの高さ ６、パンタグラフ集電装置 ７、ケーブルヘッド ８、車体の屋根上 ９、吸音緩衝部材 １０、吸振緩衝装置 １２、集電体 １３、集電体支持枠
ーブルヘッドカバーの前面 ４、車体 ５ｂ、５ｐ、５ｃ、車体、パンタグラフカバー、ケーブ
ルヘッドカバーの高さ ６、パンタグラフ集電装置 ７、ケーブルヘッド ８、車体の屋根上 ９、吸音緩衝部材 １０、吸振緩衝装置 １２、集電体 １３、集電体支持枠
Claims (3)
- 【請求項１】 高速気流音による騒音を低減する高速走
行車両において、先頭車両の前面、または、車両屋根上
の風防カバーの前面の形状を、前記前面の投影面の中央
を車両進行方向の前方へ尖らせた流線形としたことを特
徴とする高速走行車両の高速気流音低減方法。 - 【請求項２】 高速気流音による騒音を低減する高速走
行車両において、パンタグラフ集電装置の集電体、およ
び、集電体支持枠または集電体支持柱の形状を、車両進
行方向に面する短い寸法の方を厚み、長い方を長さ、側
方を幅とするとき、厚みに対する幅を十分大とし、前面
の厚みを２等分する稜線を有する長さ方向に垂直な断面
を、車両進行方向の前方へ尖らせた流線形とすることを
特徴とする高速走行車両の高速気流音低減方法。 - 【請求項３】 風防カバー、または、パンタグラフ集電
装置を、吸音緩衝部材、または、吸振緩衝手段を介し
て、高速走行車両本体に取り付けたことを特徴とする請
求項１、および、請求項２記載の高速走行車両の高速気
流音低減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7332437A JPH09136645A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 高速走行車両の高速気流音低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7332437A JPH09136645A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 高速走行車両の高速気流音低減方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09136645A true JPH09136645A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=18254971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7332437A Pending JPH09136645A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 高速走行車両の高速気流音低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09136645A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006182059A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-13 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 整流カバー |
| JP2010083483A (ja) * | 2010-01-22 | 2010-04-15 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 整流カバー |
| JP2010111391A (ja) * | 2010-01-22 | 2010-05-20 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 整流カバー |
| CN113830114A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-24 | 滁州市永通交通设备有限公司 | 一种高铁用玻璃钢导流罩及其生产工艺 |
-
1995
- 1995-11-16 JP JP7332437A patent/JPH09136645A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006182059A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-13 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 整流カバー |
| JP2010083483A (ja) * | 2010-01-22 | 2010-04-15 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 整流カバー |
| JP2010111391A (ja) * | 2010-01-22 | 2010-05-20 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 整流カバー |
| CN113830114A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-24 | 滁州市永通交通设备有限公司 | 一种高铁用玻璃钢导流罩及其生产工艺 |
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