JPH0729681Y2

JPH0729681Y2 - パンタグラフの舟体

Info

Publication number: JPH0729681Y2
Application number: JP1990122084U
Authority: JP
Inventors: 雅昭萩本
Original assignee: West Japan Railway Co
Current assignee: West Japan Railway Co
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2005-07-05
Also published as: JPH0480202U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕電車や電気機関車などの鉄道車両の屋根に設置されるパ
ンタグラフから、車両走行中の騒音の原因となる風切音
が発生する。本考案は、車両の高速走行に対応すべく、
風切音を極力小さく抑えることを目的として、パンタグ
ラフの上方部に設けられる舟体に改良を加えたものに関
する。

〔従来の技術〕

パンタグラフは、電車や電気機関車が、線路上の架線
（トロリー線）から集電するための装置である。第７図
に、一般的なパンタグラフＰを示したが、丸棒材を菱形
に枠組みした枠体１と、その上方部に設けた舟体２と、
舟体２の上面に装着されて架線と直に接触する摺板３と
から成る。また、枠体がＺ形に枠組みされた特殊な構造
のものも用いられている。

舟体２は、左右に湾曲部分が形成されて全体がソリを裏
返しにしたような形状を有し、板材の折曲加工によって
断面が中空の正方形もしくは長方形又はコ字状に形成さ
れている。

また、第８図の新幹線用のパンタグラフＰのように、舟
体11の側方へ湾曲して突出するホーン部12が付設される
こともある。

〔考案が解決しようとする課題〕

鉄道輸送力の増大は恒常的な懸案事項であり、そのた
め、鉄道車両の高速化が不断に要求されている。しかる
に一方で、高速走行に伴う騒音の発生という問題があ
り、特に高速走行をむねとする新幹線においては、様々
な工夫により騒音の低減化に一応の成果をあげているも
のの、現状に満足せず、より低騒音の車両運転を実現す
ることが望まれる。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、このような観点から、パンタグラフから発生
する風切音について検討を進めたところ、パンタグラフ
上方部に設けられる舟体に由来する風切音の影響が無視
することの出来ないものである点に鑑み創案されたもの
である。

本考案が採用した舟体に対する改良手段は、次の二つで
ある。その第一の手段の特徴とするところは、舟体を、
車両進行方向に沿った断面が前後方向に凸の湾曲部を含
む形状を有するものとすると共に、車両進行方向の前部
もしくは後部又は前後部双方に、上面領域から下面領域
にかけて所定間隔で形成された長手方向に平行な凸部も
しくは凹部、又は、上面領域から下面領域にかけて連続
する縦方向の凹部を備えたものとすることである。

本考案に係る第二の手段の特徴とするところは、複数本
を平行に列設した舟体において、各舟体は車両進行方向
に沿った断面が前後方向に凸の湾曲部を含む形状を有す
るものとすると共に、各舟体どうしを板状のウェブによ
って連結することである。

〔作用〕

本考案の第一手段に係る舟体は、前部又は後部において
上面領域から下面領域にかけて形成された凸部又は凹部
を備えることにより、舟体の表面近くの空気流に対して
小刻みな破壊作用，攪乱作用を及ぼす。そのため、舟体
の近傍で小さい渦が多数発生し、大型渦の発生を抑制す
る。多数の小型渦発生は、エネルギーの消費，減衰を促
し、音エネルギーへの転換効率を低下させる。また、小
型渦の多発による攪乱作用はカルマン渦の生成を抑止す
る。このような現象の結果、舟体に由来する風切音の低
減化がもたらされると考えられる。

他方、本考案の第二手段に係る舟体は、湾曲部を含む断
面形状を有する舟体の複数本を平行に列設した場合に、
各舟体どうしを板状のウェブで連結することにより、舟
体の上部空間と下部空間との間の空気の流通を遮断す
る。舟体が平行に列設されており、その間にウェブがな
いとすると、各舟体間の距離にもよるが、最初の舟体に
衝突し上方と下方とに分離した空気流は、この舟体の後
方で合流し、エネルギーの高まった状態で舟体に衝突す
ることになり、風切音を増大させるおそれがある。これ
に対し本考案は、列設された舟体間を板状のウェブで連
結し、舟体上下の空気の流通を遮断したので、最初の舟
体に衝突して上下分離した空気流が合流することなく次
の舟体に至るので、風切音の増大という問題を生じさせ
るおそれがない。その上、舟体間にウェブを増設した分
だけ、舟体表面上を移動する空気流に対して及ぼす摩擦
抵抗が増大するため、音エネルギーの減衰を促すから、
全体として、風切音の低減化がもたらされる。

〔実施例〕

以下、本考案の詳細を、その実施例を示す図面に基づい
て説明する。

（第１実施例）第１図は、本考案の第一手段に係る舟体４の要部を示す
斜視図であり、第２図は、同舟体４の側面断面の拡大図
である。本実施例における舟体４は、断面形状が長円状
に形成されている。そして、車両進行方向（白抜き矢印
Ｆで示す方向）に対する前部及び後部それぞれの円弧状
外周面に、上面領域から下面領域にかけて複数本の細か
い凸部5,5…が設けられている。これらの凸部５は、舟
体４の長手方向に沿って互いに平行となるように設定さ
れている。なお本実施例では、舟体４における両端部の
湾曲部分（第７図参照）には凸部５を設けないようにし
てあるので、第１図での当該湾曲部分の図示は省略し
た。

第２図には、舟体４に対し、図面左方向から高速の風を
吹きつけたときの状況を仮想的に示した。なおこの風向
きは、車両の白抜き矢印Ｆ方向への走行時に対応する。
図示する如く、舟体４の外周面に沿って流れる風は、舟
体表面に設けた凸部５によって巻き込みや攪拌等の作用
を受け、小型の渦を多数発生させる。その結果、風のエ
ネルギーは多数の小型渦を発生させることに消費され、
音エネルギーへの変換量が減衰する。また舟体４は、多
くの場合２本が平行に列設されるから（第７図参照）、
小型渦の発生量はより多数となり、それだけ風切音の低
減化効果が向上する。

なお、舟体４表面の凸部５は、風下位置つまり舟体４に
おける車両進行方向の後方側（第２図における右側）に
設けた方が、前方側のみに設ける場合に比べ、風切音の
低減化により有効であると考えられるが、風上位置であ
る前方側（同図における左側）に設けた場合でも効果を
発揮するものである。さらに前後両方に設けることが、
車両進行の双方向性に鑑みて好適であると考えられ、実
際にも風切音の低減化効果の大きいことが、実験によっ
て確認されている。

（第２実施例）第３図は、本考案の第１手段に係る別態様の実施例を示
すものである。この実施例では、舟体４における前後の
湾曲部外周面に、上面領域から下面領域にかけて、縦方
向及び横方向の凹部8a,8bを形成したものである。凹部8
a,8bを設けたことによる作用効果は、前記第１実施例で
述べたのとほぼ共通であるので、ここでの説明は省略す
る。

なお、この実施例では、舟体４の表面に縦方向の凹部8a
と横方向の凹部8bの両方を形成しているが、縦方向の凹
部8aのみでも、風切音の低減化に効果を発揮すること
が、実験で確かめられている。

（第３実施例）第４図は、本考案の第２手段に係る舟体6,6の要部を示
す部分斜視図である。図示する舟体6,6は、適宜間隔を
置いて平行に列設され、その長手方向が車両進行方向
（白抜き矢印Ｆの方向）に対して垂直な左右方向となる
ように設定されると共に、両舟体6,6の間が、帯板状の
ウェブ７によって一体的に連結された構成を有してい
る。本実施例の各舟体６の断面形状は、長円状である。

なおウェブ７は、前記第１実施例と同様、舟体６におけ
る左右両端の湾曲部分にまでは及ばないものとしたの
で、当該部分の図示は省略した。

第５図に、上記舟体６の側面断面を拡大して示す。この
図面は、舟体６に対して図面左側から風が吹きつけられ
たときの状況、すなわち舟体６が、車両走行に伴い、白
抜き矢印Ｆの方向へ移動している状況を示してある。本
実施例では、舟体6,6間にウェブ７が存在するため、風
と舟体6,6及びウェブ７との接触面積が大きくなる。そ
れ故、風がこれらの表面に沿って流れる際に、摩擦抵抗
を強く（長時間）受けることとなり、その結果、音エネ
ルギーの減衰が促されて風切音の発生が抑えられる。

また、舟体6,6間に設けたウェブ７により、舟体6,6の上
方領域と下方領域との空気の流通が阻止されている。従
って、車両進行によって生じる舟体6,6の上方を流れる
空気流W₁と下方を流れる空気流W₂とが、舟体6,6間で合
流する現象を生じさせるおそれが全くなく、従来の如
き、２本の舟体を平行に列設した場合における音エネル
ギーの増大化は、未然に防止される。

（その他の実施例）舟体の表面に形成する凸部又は凹部の形状・寸法・配置
等については、舟体自体の形状・大きさや設置環境、車
両の走行速度等に応じて、適宜最適な構成を選定すれば
よい。

舟体の断面形状は、例示した長円状のほか、楕円形や翼
断面等，車両の進行方向に対する前後方向に凸の湾曲部
を含む形状であればよく、いずれの形状を採用するか
は、実施の状況に即して決定される。また、図面では舟
体を中実であるように表現してあるが、これを中空に形
成することも妨げない。

さらに、本考案に係る舟体の適用対象であるパンタグラ
フは、前述する第７図のものでも第８図の新幹線用のも
のであっても差し支えない。なお新幹線用のパンタグラ
フＰにあっては、側方へ湾曲して突出するホーン部12を
備えているが、このホーン部12に本考案を適用して、そ
の表面に凸部又は凹部を形成することもできる。

その他、図示は省略するが、本考案の第１手段と第２手
段の両方を適用して、表面に凸部又は凹部を設けた複数
の舟体を平行に列設し、それらの間をウェブで連結する
構成も可能である。

このように本考案の具体的態様や細部の構造等は、実施
の状況に応じて適宜変更することを妨げない。

（試験）本考案の効果を確認するために行った騒音測定試験の結
果を、第６図の折れ線グラフに示す。試験は、供試体で
ある舟体を新幹線用パンタグラフ（第８図のもの）へ通
常どおりに装着し、この状態で秒速27.2m（時速約98k
m）の風を吹きつけ、その時に発生する風切音を３分の
１オクターブバンド周波数ごとに測定したものである。
同グラフには320〜5000Hzの周波数帯域における測定値
を示してある。

試験に用いた供試体は下記のとおりである。

・試番Ａ…従来例・試番Ｂ…本考案の第１手段に係る第２実施例の舟体
（第３図のもの）・試番Ｃ…同第２手段に係る第３実施例の舟体（第４図
及び第５図のもの）本考案の実施例である試番Ｂ及び試番Ｃのものは、いず
れも従来品（試番Ａ）に比べて、風切音の低減化を実現
している。特に、聴感上の感度が比較的高いとされる50
0〜2000Hzの領域で、約２〜8dBの低下が認められる。

〔考案の効果〕

以上説明したところから明らかなように、本考案によれ
ば、電車や電気機関車などの走行時に、パンタグラフの
舟体から発生する風切音を低減化することができ、沿線
環境に及ぼす騒音の抑制に大きく寄与する。従って、車
両走行の高速化を実現することが可能となり、鉄道輸送
力の増大をもたらす等の、多くの優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第１実施例に係る舟体の要部を示す
斜視図、第２図は、同舟体の側面断面図である。第３図
は、本考案の第２実施例に係る舟体の要部を示す斜視図
である。第４図は、本考案の第３実施例に係る舟体の要
部を示す斜視図、第５図は、同舟体の側面断面図であ
る。第６図は、本考案による風切音低減化効果を確かめ
るために行った騒音測定試験の結果を示すグラフであ
る。第７図は、従来の一般形パンタグラフを示す斜視
図、第８図は新幹線用のパンタグラフを示す斜視図であ
る。４…舟体、５…凸部、６…舟体、７…ウェブ、8a…凹部
（縦方向）、8b…凹部（横方向）、Ｐ…パンタグラフ、
Ｆ…車両進行方向

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】パンタグラフの上方部に設けられ、棒状，
柱状，板状，筒状等の長尺な形態を有し、長手方向が車
両の進行方向に対して垂直な左右方向となるように設定
された舟体（４）であって、車両進行方向（Ｆ）に沿っ
た断面が前後方向に凸の湾曲部を含む形状を有してお
り、車両進行方向の前部もしくは後部又は前後部双方
に、上面領域から下面領域にかけて所定間隔で形成され
た長手方向に平行な凸部（５）もしくは凹部（8b）、又
は、上面領域から下面領域にかけて連続する縦方向の凹
部（8a）が備えられていることを特徴とするパンタグラ
フの舟体。
【請求項２】パンタグラフの上方部に設けられ、棒状，
柱状，板状，筒状等の長尺な形態を有し、長手方向が車
両の進行方向に対して垂直な左右方向となるように設定
され、且つ、複数本が平行に列設された舟体（6,6）で
あって、各舟体は車両進行方向（Ｆ）に沿った断面が前
後方向に凸の湾曲部を含む形状を有しており、各舟体
（６、６）どうしが板状のウェブ（７）によって連結さ
れていることを特徴とするパンタグラフの舟体。