JPH0749265B2 - 高速車両の走行安定装置及びその制御方法 - Google Patents
高速車両の走行安定装置及びその制御方法Info
- Publication number
- JPH0749265B2 JPH0749265B2 JP62229562A JP22956287A JPH0749265B2 JP H0749265 B2 JPH0749265 B2 JP H0749265B2 JP 62229562 A JP62229562 A JP 62229562A JP 22956287 A JP22956287 A JP 22956287A JP H0749265 B2 JPH0749265 B2 JP H0749265B2
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- Japan
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- vehicle body
- stabilizer
- vehicle
- air
- cross
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速車両の走行安定装置に係り、特に車両の後
尾側で均一な空気剥離を生じさせ、抵抗を安定させる高
速車両の走行安定装置に関するものである。
尾側で均一な空気剥離を生じさせ、抵抗を安定させる高
速車両の走行安定装置に関するものである。
従来、高速車両の走行安定装置として、走行抵抗の低減
や空気抵抗の低減等に主眼がおかれ、車両の先頭部形状
を空気抵抗の少ない流線形状としていた。また、特に、
空気抵抗低減構造からなる高速車両として特公昭57−60
170号に記載のように、車載の送風機又は空気圧縮機に
より、車体上部等から吸入した空気を車体外壁より車体
周囲に均等に噴出させ、また最後尾車では車体後部より
噴出させて高速走行にかかわる空気との摩擦抵抗ならび
に圧力抵抗を低減させる構造となっていた。
や空気抵抗の低減等に主眼がおかれ、車両の先頭部形状
を空気抵抗の少ない流線形状としていた。また、特に、
空気抵抗低減構造からなる高速車両として特公昭57−60
170号に記載のように、車載の送風機又は空気圧縮機に
より、車体上部等から吸入した空気を車体外壁より車体
周囲に均等に噴出させ、また最後尾車では車体後部より
噴出させて高速走行にかかわる空気との摩擦抵抗ならび
に圧力抵抗を低減させる構造となっていた。
上記従来技術は、車両の先頭部形状を空気抵抗の少ない
流線型形状とした前者の場合、車両後尾側の空気の剥離
が不均一に生ずるために走行安定性に支障をきたしてい
る。また、後者の場合、空気の摩擦抵抗を車体に作用さ
せないために境界層の空気を安定させる境界層制御法
は、機構的に複雑で高価な車両となっていた。
流線型形状とした前者の場合、車両後尾側の空気の剥離
が不均一に生ずるために走行安定性に支障をきたしてい
る。また、後者の場合、空気の摩擦抵抗を車体に作用さ
せないために境界層の空気を安定させる境界層制御法
は、機構的に複雑で高価な車両となっていた。
第８図の（ａ）に示すように円柱や球については低流速
領域で生じる剥離は大きな空気抵抗を誘起する。さらに
カルマン渦が放出されることにより流れに対し垂直方向
に大きく振動することが知られている。（ｂ）に示す流
線形についても上記のことが言えるがそれは、流れと流
線形物体の軸が完全に平行な場合である。この場合、剥
離点は比較的下流方向にあり、安全性も良好である。
領域で生じる剥離は大きな空気抵抗を誘起する。さらに
カルマン渦が放出されることにより流れに対し垂直方向
に大きく振動することが知られている。（ｂ）に示す流
線形についても上記のことが言えるがそれは、流れと流
線形物体の軸が完全に平行な場合である。この場合、剥
離点は比較的下流方向にあり、安全性も良好である。
しかしながら、車両等の場合、走行風と車両の中心軸を
完全に一致することは困難である。
完全に一致することは困難である。
このように流線形物体の中心軸Ａと流れの方向が平行で
はない場合、第９図に示すように、車両後尾には力F1が
働く。その結果、中心軸ＡはＡ′へと移行し、中心軸Ａ
のときと同様力F2を受け再び軸はＡ′→Ａ→Ａ′と振動
を誘起する。（自励振動） この場合、振動は車体と台車間のバネ系の固有振動数で
振動することになり、走行安定性が悪くなると共に自励
振動によって誘起される復流渦により空気抵抗が増大す
る。
はない場合、第９図に示すように、車両後尾には力F1が
働く。その結果、中心軸ＡはＡ′へと移行し、中心軸Ａ
のときと同様力F2を受け再び軸はＡ′→Ａ→Ａ′と振動
を誘起する。（自励振動） この場合、振動は車体と台車間のバネ系の固有振動数で
振動することになり、走行安定性が悪くなると共に自励
振動によって誘起される復流渦により空気抵抗が増大す
る。
本発明は流線形状の車両に関して、上記の現象を抑制す
るためのものである。
るためのものである。
本発明の目的は高速走行時の走行安定性を向上させるた
め、車両の後尾側に均一な空気剥離を生じさせる安定部
材を配設した安価で簡単な高速車両の走行安定装置を提
供することにある。
め、車両の後尾側に均一な空気剥離を生じさせる安定部
材を配設した安価で簡単な高速車両の走行安定装置を提
供することにある。
上記目的は、車体を、長手方向について車体断面形状を
一様に形成した平行部と、該平行部に連続しており車体
断面形状を車端に向かって減少させた流線型部と、から
構成し、 前記平行部と流線型部との断面変化位置に、安定部材を
設置し、 前記安定部材は、前記平行部の車体断面に一致した断面
形状を有するとともに該平行部の車体表面に対して連続
した外表面部を有した安定板と、該安定板を移動させる
駆動源と、前記安定板の移動に伴って車体外表面と安定
板の表面とを平滑に連結する伸縮自在な可動部材と、か
ら構成し、 前記安定板を、前記車体の断面変化位置より車端後方へ
進退自在に車体に設置することにより、達成される。
一様に形成した平行部と、該平行部に連続しており車体
断面形状を車端に向かって減少させた流線型部と、から
構成し、 前記平行部と流線型部との断面変化位置に、安定部材を
設置し、 前記安定部材は、前記平行部の車体断面に一致した断面
形状を有するとともに該平行部の車体表面に対して連続
した外表面部を有した安定板と、該安定板を移動させる
駆動源と、前記安定板の移動に伴って車体外表面と安定
板の表面とを平滑に連結する伸縮自在な可動部材と、か
ら構成し、 前記安定板を、前記車体の断面変化位置より車端後方へ
進退自在に車体に設置することにより、達成される。
車体の後尾部に設けた前記安定部材は、車体断面の平行
部分に一致した断面形状をなし、かつ、該平行部分の車
体表面に連続した外表面を有していることから、車体断
面変化位置で車体外周表面を走行風に平行な面に形成す
ることができ、さらに、車体断面の変化位置において前
記安定板を車体後方へ突出させることにより、車体の流
線型部分に沿って流れようとする空気流を比較的上流側
で剥離させることができることから大規模なカルマン渦
の発生を抑制し自励振動を防止して安定性を向上させる
ものである。
部分に一致した断面形状をなし、かつ、該平行部分の車
体表面に連続した外表面を有していることから、車体断
面変化位置で車体外周表面を走行風に平行な面に形成す
ることができ、さらに、車体断面の変化位置において前
記安定板を車体後方へ突出させることにより、車体の流
線型部分に沿って流れようとする空気流を比較的上流側
で剥離させることができることから大規模なカルマン渦
の発生を抑制し自励振動を防止して安定性を向上させる
ものである。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図により説明す
る。
る。
第１図において、車両の先頭側又は後尾側の車体１に安
定部材としての空気剥離板３をそれぞれ配設する。第１
図の先頭側、後尾側に位置する空気剥離板３の詳細構造
をそれぞれ第２図，第３図に示す。図において、断面が
変化する箇所の車体１の近傍の外板２の外周に凹部形状
のへこみ箇所２″を設け、安定板３′を収納時該安定板
３′と外板２の外表面２′が同一面となるように前記へ
こみ箇所２″と安定板３′とを形成し、該安定板３′と
外板２とへこみ箇所２″と伸縮自在な可動部材（ふさぎ
板）とで密閉空間を形成する。該密閉空間を水密保持す
るために安定板３′と外板２とが接する部位にシール部
材10′を設け、更に、密閉空間を気密保持するために安
定板３′とへこみ箇所２″との間にシール部材10″を設
ける。前記密閉空気の気密保持部に供給管６を通して圧
縮空気を送入する。該圧縮空気により安定板３′を前後
方向に可動させる。該安定板３′には、第４図に示すよ
うに摺動部７（摺動金具）が配設され、外板２のへこみ
箇所２″に設けたレール８部に案内されているので、安
定板３′は前後方向にのみ摺動する。安定板３′を収納
する場合は、供給管６を通して密閉空間内の圧縮空気を
排出するとばね５の作用により、安定板３′が摺動し、
収納される。なお、収納方法は、ばね５に限定すること
なく、例えば、ばね５の反対側に圧縮ばねを設けたり
（図示は省略）、へこみ箇所２″の端面側に供給管６′
を設け、圧縮空気による収納等も可能である。
定部材としての空気剥離板３をそれぞれ配設する。第１
図の先頭側、後尾側に位置する空気剥離板３の詳細構造
をそれぞれ第２図，第３図に示す。図において、断面が
変化する箇所の車体１の近傍の外板２の外周に凹部形状
のへこみ箇所２″を設け、安定板３′を収納時該安定板
３′と外板２の外表面２′が同一面となるように前記へ
こみ箇所２″と安定板３′とを形成し、該安定板３′と
外板２とへこみ箇所２″と伸縮自在な可動部材（ふさぎ
板）とで密閉空間を形成する。該密閉空間を水密保持す
るために安定板３′と外板２とが接する部位にシール部
材10′を設け、更に、密閉空間を気密保持するために安
定板３′とへこみ箇所２″との間にシール部材10″を設
ける。前記密閉空気の気密保持部に供給管６を通して圧
縮空気を送入する。該圧縮空気により安定板３′を前後
方向に可動させる。該安定板３′には、第４図に示すよ
うに摺動部７（摺動金具）が配設され、外板２のへこみ
箇所２″に設けたレール８部に案内されているので、安
定板３′は前後方向にのみ摺動する。安定板３′を収納
する場合は、供給管６を通して密閉空間内の圧縮空気を
排出するとばね５の作用により、安定板３′が摺動し、
収納される。なお、収納方法は、ばね５に限定すること
なく、例えば、ばね５の反対側に圧縮ばねを設けたり
（図示は省略）、へこみ箇所２″の端面側に供給管６′
を設け、圧縮空気による収納等も可能である。
また、第５図は本発明の他の実施を示したもので、安定
板３′の摺動用駆動源として油圧シリンダーを用いた構
造である。本実施例によれば、圧縮空気を供給または排
気することにより、自動的に安定板３′が車両の前後方
向に摺動するので、前記実施例と同様に後尾側で抵抗を
小さく安定化させるための均一な空気剥離を発生させ、
走行安定性を向上できる。
板３′の摺動用駆動源として油圧シリンダーを用いた構
造である。本実施例によれば、圧縮空気を供給または排
気することにより、自動的に安定板３′が車両の前後方
向に摺動するので、前記実施例と同様に後尾側で抵抗を
小さく安定化させるための均一な空気剥離を発生させ、
走行安定性を向上できる。
なお、前記部品で構成される空気剥離板３は車体の全周
取付に限定することなく、車体周囲に部分的に設けても
良い。
取付に限定することなく、車体周囲に部分的に設けても
良い。
流線形先頭を有する車両は、通常骨材によってフレーム
作製後外板をはりつける方法によって製作される。この
際、後尾流線形部の中心軸Ａ′は第６図に示すように、
走行風Ｂに対し平行に製作することが困難である。第６
図に示すような状態となった場合、後尾部中心軸Ａ′は
走行風Ｂに対し方向性を有することになるため、力F1を
受ける。そして後尾部中心軸はＡ′→Ａ″と移行し、さ
らに力F2を受ける。
作製後外板をはりつける方法によって製作される。この
際、後尾流線形部の中心軸Ａ′は第６図に示すように、
走行風Ｂに対し平行に製作することが困難である。第６
図に示すような状態となった場合、後尾部中心軸Ａ′は
走行風Ｂに対し方向性を有することになるため、力F1を
受ける。そして後尾部中心軸はＡ′→Ａ″と移行し、さ
らに力F2を受ける。
この繰返しにより車体は自励振動を誘起し走行安定性が
低下すると共に、自励振動により誘起される大規模剥離
渦の効果により空力抵抗が増大する。
低下すると共に、自励振動により誘起される大規模剥離
渦の効果により空力抵抗が増大する。
本発明によれば、後尾部中心軸Ａ′が走行風Ｂと平行で
ない場合、第７図に示すように、安定部材を車体の後尾
部の平行部延長上に設置するものである。これにより後
尾部中心軸Ａ′が走行風Ｂに対し、方向性を有するの
で、自励振動を生じる（比較的下流の）領域よりも上流
の車体平行部から、高周波数の小さな剥離流領域が形成
される。
ない場合、第７図に示すように、安定部材を車体の後尾
部の平行部延長上に設置するものである。これにより後
尾部中心軸Ａ′が走行風Ｂに対し、方向性を有するの
で、自励振動を生じる（比較的下流の）領域よりも上流
の車体平行部から、高周波数の小さな剥離流領域が形成
される。
その結果、走行安定性を低下させる原因となる、後尾部
からの大規模乱流渦あるいは大規模なカルマン渦の発生
は抑制されるため、走行安定性を向上させることができ
ると共に、大規模な剥離流に起因して生じる空気抵抗の
増大も抑制することができる。
からの大規模乱流渦あるいは大規模なカルマン渦の発生
は抑制されるため、走行安定性を向上させることができ
ると共に、大規模な剥離流に起因して生じる空気抵抗の
増大も抑制することができる。
以上説明したように本実施例によれば、空気剥離板（安
定部材）を設けることにより、空気抵抗を小さくし、安
定化させる均一な空気剥離を生じさせることができる。
即ち、先頭側の車体形状を流線形とし、後尾側に位置す
る箇所の空気剥離板を、所定の速度から作用させること
により、走行安定性を増すことができ、安価で簡単な走
行安定装置が構成できる。
定部材）を設けることにより、空気抵抗を小さくし、安
定化させる均一な空気剥離を生じさせることができる。
即ち、先頭側の車体形状を流線形とし、後尾側に位置す
る箇所の空気剥離板を、所定の速度から作用させること
により、走行安定性を増すことができ、安価で簡単な走
行安定装置が構成できる。
本発明によれば、先頭側に位置する箇所の車体形状を空
気抵抗の少ない流線型形状とし、後尾側に位置する箇所
の車体に空気抵抗の増加を小さくし、安定化させる均一
な空気剥離を生じさせる空気剥離部材を設けることによ
り、走行安定性を増すことができ、安価で簡単な走行安
定装置が構成できる等の効果がある。
気抵抗の少ない流線型形状とし、後尾側に位置する箇所
の車体に空気抵抗の増加を小さくし、安定化させる均一
な空気剥離を生じさせる空気剥離部材を設けることによ
り、走行安定性を増すことができ、安価で簡単な走行安
定装置が構成できる等の効果がある。
第１図は本発明の一実施例の車両の側面図、第２図は第
１図のＩ−Ｉ線断面図、第３図は第１図のII−II線断面
図、第４図は第１図のIII−III線断面図、第５図は本発
明の他の実施例を示す平断面図、第６図は、車両の後尾
流線型部の製作例を示す図、第７図は、本発明の作用を
説明する図、第８図は、空気流剥離の説明図、第９図
は、走行風が流線型車体に及ぼす力の関係を示す図であ
る。 １……車体、２……外板、２′……外表面、２″……へ
こみ箇所、３……空気剥離板、３′……安定板、４……
可動部材、５……ばね、６……供給管、７……摺動部、
８……レール、９……シリンダー、10′,10″……シー
ル部材、11……安定板、12……駆動体、13……取付金、
14……注入体、15……空気剥離板
１図のＩ−Ｉ線断面図、第３図は第１図のII−II線断面
図、第４図は第１図のIII−III線断面図、第５図は本発
明の他の実施例を示す平断面図、第６図は、車両の後尾
流線型部の製作例を示す図、第７図は、本発明の作用を
説明する図、第８図は、空気流剥離の説明図、第９図
は、走行風が流線型車体に及ぼす力の関係を示す図であ
る。 １……車体、２……外板、２′……外表面、２″……へ
こみ箇所、３……空気剥離板、３′……安定板、４……
可動部材、５……ばね、６……供給管、７……摺動部、
８……レール、９……シリンダー、10′,10″……シー
ル部材、11……安定板、12……駆動体、13……取付金、
14……注入体、15……空気剥離板
Claims (1)
- 【請求項１】車体は、車体長手方向について車体断面形
状を一様に形成した平行部と、該平行部に連続しており
車体断面形状を車端に向かって減少させた流線型部と、
から構成されており、 前記平行部と流線型部との断面変化位置に、安定部材が
設置されており、 前記安定部材は、前記平行部の車体断面に一致した断面
形状を有するとともに該平行部の車体表面に対して連続
した外表面部を有した安定板と、該安定板を移動させる
駆動源と、前記安定板の移動に伴って車体外表面と安定
板の表面とを平滑に連結する伸縮自在な可動部材と、か
ら構成されており、 前記安定板は、前記車体の断面変化位置より車端後方へ
進退自在に車体に設置されている、 ことを特徴とする高速車両の走行安定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229562A JPH0749265B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 高速車両の走行安定装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229562A JPH0749265B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 高速車両の走行安定装置及びその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6474160A JPS6474160A (en) | 1989-03-20 |
| JPH0749265B2 true JPH0749265B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=16894116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62229562A Expired - Lifetime JPH0749265B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 高速車両の走行安定装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749265B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0414570U (ja) * | 1990-05-28 | 1992-02-05 | ||
| JP3908151B2 (ja) * | 2002-11-12 | 2007-04-25 | 川崎重工業株式会社 | 高速鉄道車両の車体 |
| EP2246233B1 (en) | 2009-04-30 | 2019-06-05 | Bombardier Transportation GmbH | Vehicle with an aerodynamically optimized vehicle head |
| ES2835259T3 (es) | 2013-09-24 | 2021-06-22 | Bombardier Transp Gmbh | Vehículo con cabeza de vehículo optimizada aerodinámicamente |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6119469A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-28 | Ayao Obara | スッポン調理用原料の製造方法 |
-
1987
- 1987-09-16 JP JP62229562A patent/JPH0749265B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6474160A (en) | 1989-03-20 |
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