特許 7332884 台車及び鉄道車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-16

(45)【発行日】2023-08-24

(54)【発明の名称】台車及び鉄道車両

(51)【国際特許分類】

   B61D 49/00 20060101AFI20230817BHJP

   B61F 3/14 20060101ALI20230817BHJP

【ＦＩ】

B61D49/00 A

B61F3/14

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019185644

(22)【出願日】2019-10-09

(65)【公開番号】P2021059266

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-06-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001553

【氏名又は名称】アセンド弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】佐野 薫平

(72)【発明者】

【氏名】野上 裕

(72)【発明者】

【氏名】藤本 隆裕

(72)【発明者】

【氏名】澤田 雅典

(72)【発明者】

【氏名】水野 将明

【審査官】志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００６／０２１５１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２７３２９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｄ ４９／００

Ｂ６１Ｆ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道車両用の台車であって、
前記台車において長手方向の一方側に配置され、前記台車の幅方向に延びる第１車軸と、前記第１車軸に取り付けられる一対の第１車輪と、を有する第１輪軸と、
前記台車において前記長手方向の他方側に配置され、前記台車の幅方向に延びる第２車軸と、前記第２車軸に取り付けられる一対の第２車輪と、を有する第２輪軸と、
前記第１輪軸及び前記第２輪軸を支持する台車枠と、
前記第１車軸の軸心よりも下方に位置付けられるとともに、前記長手方向における前記第１車輪の両端のうち外側に位置する外端と、前記第１車軸の前記軸心との間に半分以上の部分が配置されるカバーと、
を備え、
前記カバーは、前記長手方向で外向きの表面であって、前記幅方向に延びるとともに、前記第１車軸の前記軸心に近づくにつれて下降する前記表面を有し、かつ、前記長手方向で内向きの裏面であって、前記幅方向に延びるとともに、前記長手方向において前記一対の第１車輪それぞれと対面する部位を有する前記裏面を有する、台車。

【請求項2】

請求項１に記載の台車であって、
前記カバーは、前記長手方向において、前記第１車輪の前記外端よりも内側に配置される、台車。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の台車であって、
前記表面は、前記長手方向と３０°以下の角度をなす斜め下向きの平坦面である、台車。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の台車であって、
前記カバーのうち前記第１車輪に対応する部分は、前記第１車輪との干渉を避けるように、前記第１車輪に沿う形状を有する、台車。

【請求項5】

鉄道車両であって、
底面にキャビティを有する車体と、
前記鉄道車両の走行方向において前側に前記カバーが配置されるように前記キャビティ
内に収容される、請求項１から４のいずれか１項に記載の台車と、
を備え、
前記カバーの半分以上の部分は、前記キャビティの下端よりも下方に配置される、鉄道車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、台車及びこれを用いた鉄道車両に関する。

【背景技術】

【0002】

近年の鉄道車両の高速化に伴い、鉄道車両から発生する騒音の低減に対する要求が高まっている。鉄道車両からは様々な要因で騒音が発生するが、高速で走行する鉄道車両では、台車領域から発生する空力音が支配的な騒音源となる。そのため、台車領域における空力音の低減が望まれている。

【0003】

例えば、特許文献１では、鉄道車両の下部に空力音低減部を設ける技術が提案されている。この空力音低減部は、傾斜部と、網状部とを含む。傾斜部及び網状部は、鉄道車両の車体の底面において、キャビティに収容された台車の前方及び後方に設けられている。特許文献１によれば、傾斜部が台車から気流を逸らし、網状部が気流の速度を低下させることにより、台車領域における低中周波数域の空力音成分が低減され、空力音が緩和される。

【0004】

特許文献２では、鉄道車両の下部に風速低減部を設ける技術が提案されている。この風速低減部は、傾斜部と、側板部と、を含む。傾斜部は、鉄道車両の車体の底面において、台車を収容するキャビティの前端及び後端に設けられている。側板部は、キャビティ内の台車を両側方から覆う。特許文献２によれば、傾斜部は、車体の底面に沿って流れる空気の乱れ及び剥離を抑制することができ、側板部は、車体の側面を流れる空気の剥離を抑制することができる。

【0005】

特許文献１及び２には、空力音を生じさせる気流を制御するため、鉄道車両の車体の構成を工夫することが開示されている。一方、特許文献３には、鉄道車両の車体ではなく、台車の構成を工夫することが開示されている。

【0006】

特許文献３では、台車の長手方向の両端部を覆うように台車にカバーが取り付けられる。このカバーは、鉄道車両の走行中、台車の構成部品に空気が当たらないように空気の流れ方向を変化させる形状に形成されている。特許文献３によれば、カバーによって台車の構成部品への空気の衝突が抑制されるため、台車から発生する空力音を低減することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第４３３１０２５号公報

【文献】特開２００６－２７３２９４号公報

【文献】国際公開第２０１８／０４３０１０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献３では、台車の長手方向において輪軸の両外側にカバーが配置される。これらのカバーは、長手方向に沿って台車を見たときに台車の各構成部品が隠れるように形成されている。しかも、各カバーは、台車の長手方向において外側に凸の湾曲面を有する。そのため、特許文献３に開示される技術では、台車の寸法、特に長手方向の寸法が増大するという問題が発生する。

【0009】

本開示は、鉄道車両において、台車領域から発生する空力音を効果的に低減するとともに、台車の寸法の増大を抑制することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示に係る台車は、鉄道車両用の台車である。台車は、第１輪軸と、第２輪軸と、台車枠と、カバーと、を備える。第１輪軸は、台車において長手方向の一方側に配置される。第１輪軸は、第１車軸と、一対の第１車輪と、を有する。第１車軸は、台車の幅方向に延びる。一対の第１車輪は、第１車軸に取り付けられる。第２輪軸は、台車において長手方向の他方側に配置される。第２輪軸は、第２車軸と、一対の第２車輪と、を有する。第２車軸は、台車の幅方向に延びる。一対の第２車輪は、第２車軸に取り付けられる。台車枠は、第１輪軸及び第２輪軸を支持する。カバーは、第１車軸の軸心よりも下方に位置付けられる。カバーの半分以上の部分は、長手方向における第１車輪の両端のうち外側に位置する外端と、第１車軸の軸心との間に配置される。カバーは、長手方向で外向きの表面を有する。この表面は、幅方向に延びるとともに、第１車軸の軸心に近づくにつれて下降する。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、鉄道車両において、台車領域から発生する空力音を効果的に低減することができるとともに、台車の寸法の増大を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態に係る鉄道車両の縦断面図である。

【図2】図２は、図１に示す鉄道車両の台車領域の拡大図である。

【図3】図３は、図２に示す台車領域を下方から見た図である。

【図4】図４は、図２及び図３に示す台車を用いた列車の例を示す側面図である。

【図5】図５は、図１に示す台車の変形例を示す図である。

【図6】図６は、数値シミュレーション解析に使用した高速鉄道車両の２台車モデルの模式図である。

【図7】図７は、数値シミュレーション解析における音圧観測点を示す模式図である。

【図8】図８は、前側の台車領域から発生する空力音について、各音圧観測点における音圧レベルのオーバーオール値を示すグラフである。

【図9】図９は、後ろ側の台車領域から発生する空力音について、各音圧観測点における音圧レベルのオーバーオール値を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

実施形態に係る台車は、鉄道車両用の台車である。台車は、第１輪軸と、第２輪軸と、台車枠と、カバーと、を備える。第１輪軸は、台車において長手方向の一方側に配置される。第１輪軸は、第１車軸と、一対の第１車輪と、を有する。第１車軸は、台車の幅方向に延びる。一対の第１車輪は、第１車軸に取り付けられる。第２輪軸は、台車において長手方向の他方側に配置される。第２輪軸は、第２車軸と、一対の第２車輪と、を有する。第２車軸は、台車の幅方向に延びる。一対の第２車輪は、第２車軸に取り付けられる。台車枠は、第１輪軸及び第２輪軸を支持する。カバーは、第１車軸の軸心よりも下方に位置付けられる。カバーの半分以上の部分は、長手方向における第１車輪の両端のうち外側に位置する外端と、第１車軸の軸心との間に配置される。カバーは、長手方向で外向きの表面を有する。この表面は、幅方向に延びるとともに、第１車軸の軸心に近づくにつれて下降する（第１の構成）。

【0014】

第１の構成に係る台車では、長手方向の一方側に配置された第１輪軸の近傍に、カバーが設置されている。カバーは、台車の長手方向において外向きであって、第１輪軸の第１車軸の軸心に近づくにつれて下降する表面を有する。このカバーの表面により、第１の構成に係る台車を用いた鉄道車両が当該台車の長手方向の一方側に走行したとき、台車に向かう空気を下方に案内することができる。よって、台車に衝突する空気を減少させることができ、台車領域から発生する空力音を効果的に低減することができる。

【0015】

第１の構成によれば、カバーのうち半分以上の部分は、第１輪軸に含まれる第１車輪の外端と、第１車輪が取り付けられた第１車軸の軸心との間に配置される。すなわち、台車の長手方向において、カバーの大部分が第１車輪の外端よりも内側に位置付けられる。そのため、第１輪軸よりも長手方向外側に、空力音を低減するためのカバーが大きく突出することがない。よって、空力音を低減しつつ、台車の長手方向の寸法の増大を抑制することができる。

【0016】

カバーは、台車の長手方向において、第１車輪の外端よりも内側に配置されることが好ましい（第２の構成）。

【0017】

第２の構成によれば、台車の長手方向において、カバーの全体が第１車輪の外端よりも内側に位置付けられる。そのため、台車の長手方向の寸法を全く増大させることなく、カバーによる空力音の低減効果を得ることができる。

【0018】

カバーの表面は、斜め下向きの平坦面であってもよい。当該平坦面は、台車の長手方向と３０°以下の角度をなすことが好ましい（第３の構成）。

【0019】

第３の構成によれば、カバーの表面が３０°以下の緩やかな傾斜面となるため、台車に向かう空気を緩やかに下方に案内することができる。よって、カバーの表面近傍での空気の渦の生成を抑制することができ、台車領域から発生する空力音をより効果的に低減することができる。

【0020】

カバーのうち第１車輪に対応する部分は、第１車輪との干渉を避けるように、第１車輪に沿う形状を有することが好ましい（第４の構成）。

【0021】

第１輪軸の近傍にカバーを設置した場合、例えば、第１輪軸に含まれる第１車輪に、カバーが干渉する場合がある。この干渉を回避するため、カバーのうち第１車輪に対応する部分を単純にトリミングすると、鉄道車両の走行中、トリミング部分を通って空気が台車領域に流入し、空力音が増加する可能性がある。これに対して、第４の構成によれば、カバーのうち第１車輪に対応する部分が当該第１車輪に沿うように形成されている。これにより、カバーと第１車輪との干渉を回避しながら、台車領域への空気の流入を抑制することができる。よって、台車領域から発生する空力音を効果的に低減することができる。

【0022】

実施形態に係る鉄道車両は、車体と、上記台車と、を備える。車体は、底面にキャビティを有する。台車は、鉄道車両の走行方向において前側にカバーが配置されるようにキャビティ内に収容される。カバーの半分以上の部分は、キャビティの下端よりも下方に配置される（第５の構成）。

【0023】

第５の構成によれば、鉄道車両が走行したとき、台車の前側に配置されたカバーにより、鉄道車両の車体の底面に沿って流れる空気が下方に案内される。このカバーの半分以上の部分は、台車が収容されるキャビティの下端よりも下方に配置されている。そのため、鉄道車両の車体の底面に沿って流れる空気を効率よく下方に案内することができる。よって、台車領域から発生する空力音を効果的に低減することができる。

【0024】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。

【0025】

［鉄道車両の構成］
図１は、本実施形態に係る鉄道車両１０の概略構成を示す縦断面図である。縦断面図とは、鉄道車両１０の走行方向に沿った切断面をいう。本実施形態では、説明の便宜上、鉄道車両１０が図１の紙面上で右から左に走行すると仮定して、この走行方向における前後を鉄道車両１０の前後と称する。

【0026】

図１に示すように、鉄道車両１０は、車体１と、複数の台車２と、を備える。

【0027】

車体１の底面１１は、鉄道車両１０が走行する軌道に対向する。車体１は、２つのキャビティ１２を有する。これらのキャビティ１２は、それぞれ、車体１の前部及び後部に設けられている。各キャビティ１２は、車体１の底面１１に形成された凹部である。各キャビティ１２には、台車２が収容される。

【0028】

キャビティ１２の各々は、前面１２１と、後面１２２と、上面１２３と、側面１２４とによって画定される。前面１２１及び後面１２２は、それぞれ、台車２の前方及び後方に配置される。上面１２３は、台車２の上方に配置され、前面１２１から後面１２２まで延びている。側面１２４は、台車２の両側方に配置され、前面１２１、後面１２２、及び上面１２３と接続される。

【0029】

［台車の構成］
以下、図２及び図３を参照して、台車２の構成について具体的に説明する。図２は、鉄道車両１０のうち、台車２及びその近傍の領域を拡大した図である。図３は、図２に示す領域を下方から見た図である。

【0030】

まず、図２を参照して、台車２は、輪軸２１ａ，２１ｂと、台車枠２２と、カバー２３と、を備える。台車２は、カバー２３を除き、公知の台車と同様に構成されている。そのため、本実施形態では、台車２の構成のうちカバー２３以外の構成については、説明を省略又は簡略化する。

【0031】

輪軸２１ａは、台車２において、長手方向の一方側に配置されている。輪軸２１ｂは、台車２において、長手方向の他方側に配置されている。本実施形態では、台車２の長手方向の一方側が鉄道車両１０の走行方向での前側、台車２の長手方向の他方側が鉄道車両１０の走行方向での後ろ側となっている。

【0032】

輪軸２１ａ，２１ｂの各々は、車軸２１１と、一対の車輪２１２とを有する。車軸２１１は、台車２の幅方向に延びている。台車２の幅方向は、台車２の長手方向及び上下方向に垂直な方向であり、図２の紙面に直交する方向である。車軸２１１の各端部は、軸箱２４内に設けられた軸受（図示略）により、回転可能に支持される。

【0033】

一対の車輪２１２には、車軸２１１が挿入される。車輪２１２の各々は、車軸２１１に取り付けられる。そのため、これらの車輪２１２は、車軸２１１とともに回転する。

【0034】

台車枠２２は、一対の側梁２２１と、複数の横梁２２２とを含む。一対の側梁２２１は、台車２の長手方向に延び、実質的に平行に配置されている。複数の横梁２２２は、一対の側梁２２１の間において台車２の幅方向に延び、側梁２２１の中央部同士を接続する。側梁２２１の各々には、軸ばね２５を介し、各軸箱２４が取り付けられている。これにより、輪軸２１ａ，２１ｂが台車枠２２に弾性的に支持される。

【0035】

カバー２３は、台車２の長手方向の一方端部（前端部）に配置される。カバー２３は、台車２の構成部品のいずれかに取り付けることができる。例えば、カバー２３は、前側の輪軸２１ａを支持する軸箱２４に取り付けることができる。本実施形態の例において、カバー２３は、支柱２６を介し、軸箱２４の底面に取り付けられている。

【0036】

カバー２３は、車軸２１１の軸心Ｘよりも下方に位置付けられている。カバー２３の半分以上の部分は、輪軸２１ａの車輪２１２の前端２１２ｅと、輪軸２１ａの車軸２１１の軸心Ｘとの間に配置される。すなわち、カバー２３は、台車２の側面視で、その半分以上の部分が仮想直線Ｌ１，Ｌ２で画定される範囲に含まれるように配置されている。仮想直線Ｌ１は、台車２の側面視で、輪軸２１ａの車輪２１２の前端２１２ｅを通り、上下方向に延びる直線である。仮想直線Ｌ２は、台車２の側面視で、輪軸２１ａの車軸２１１の軸心Ｘを通り、上下方向に延びる直線である。前端２１２ｅは、台車２の長手方向における輪軸２１ａの車輪２１２の両端のうち、外側に位置する端（外端）である。

【0037】

本実施形態の例では、輪軸２１ａの車輪２１２の前端２１２ｅと、輪軸２１ａの車軸２１１の軸心Ｘとの間に、カバー２３の全体が配置されている。すなわち、カバー２３は、台車２の長手方向において、車輪２１２の前端２１２ｅよりも内側に配置される。カバー２３は、仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ２との間において、車輪２１２の前端２１２ｅ寄りの位置に配置されている。より具体的には、台車２の側面視で、カバー２３の前端の位置が仮想直線Ｌ１と実質的に一致する。

【0038】

カバー２３は、台車２の幅方向に延びている。カバー２３は、カバー本体２３１と、付加部２３２とを含む。

【0039】

カバー本体２３１は、例えば、板状をなす。このカバー本体２３１は、表面２３１１及び裏面２３１２を有する。表面２３１１は、台車２の長手方向で外向きの面である。裏面２３１２は、表面２３１１と反対向きの面である。裏面２３１２には、軸箱２４から延びる支柱２６が固定されている。

【0040】

表面２３１１は、輪軸２１ａの車軸２１１の軸心Ｘに近づくにつれて下降する。表面２３１１の上端は、例えば、車輪２１２の前端２１２ｅの位置を示す仮想直線Ｌ１上に配置される。本実施形態において、表面２３１１は斜め下向きの平坦面である。この表面２３１１の傾斜角度θは、好ましくは３０°以下である。また、表面２３１１の傾斜角度θは、１０°以上であることが好ましい。傾斜角度θは、斜め下向きの表面２３１１が台車２の長手方向に対してなす鋭角である。

【0041】

特に限定されるものではないが、台車２の長手方向におけるカバー本体２３１の長さは、例えば、１００ｍｍ～６００ｍｍであることが好ましい。カバー本体２３１の高さ、すなわち上下方向の長さは、例えば、５０ｍｍ～３００ｍｍであることが好ましい。

【0042】

カバー２３は、台車２がキャビティ１２内に配置された状態で、その半分以上の部分がキャビティ１２の下端よりも下方に位置することが好ましい。例えば、上下方向において、キャビティ１２の下端の位置と表面２３１１の前端の位置とが概ね一致するように、台車２にカバー２３を設置することができる。キャビティ１２の下端と表面２３１１の前端との間の上下方向の距離は、好ましくは、１０ｍｍ～１５０ｍｍである。

【0043】

図３を参照して、カバー本体２３１は、台車２の幅方向に延びている。よって、カバー本体２３１の表面２３１１も、台車２の幅方向に延びている。台車２の幅方向において、表面２３１１の両端部は、輪軸２１ａの２つの車輪２１２よりも外側に配置されている。

【0044】

カバー本体２３１のうち、輪軸２１ａの各車輪２１２に対応する部分には、切り欠き２３１３が形成されている。この切り欠き２３１３により、カバー本体２３１が各車輪２１２と干渉しない。すなわち、各車輪２１２は、カバー本体２３１の切り欠き２３１３に進入している。そのため、各車輪２１２の一部がカバー本体２３１の表面２３１１から突出する。

【0045】

付加部２３２は、カバー本体２３１の表面２３１１において、各切り欠き２３１３の周りに設けられている。付加部２３２は、各車輪２１２のうち、切り欠き２３１３を介してカバー本体２３１の表面２３１１から突出した部分に沿うように形成されている。付加部２３２は、カバー本体２３１と一体的に形成されていてもよいし、カバー本体２３１と別体で形成された後、カバー本体２３１に固定されてもよい。

【0046】

図２及び図３に示すように、付加部２３２は、前壁２３２１と、側壁２３２２とを含む。前壁２３２１及び各側壁２３２２は、カバー本体２３１の表面２３１１から下方に突出する。前壁２３２１は、車輪２１２の一部を前方から覆う。前壁２３２１は、車輪２１２に沿うように形成されている。例えば、前壁２３２１は、台車２の側面視で実質的に円弧状をなす。側壁２３２２は、前壁２３２１の両側縁をカバー本体２３１の表面２３１１に連結する。

【0047】

［効果］
本実施形態に係る台車２では、輪軸２１ａの前端部にカバー２３が設置されている。カバー２３の前側に設けられた表面２３１１は、輪軸２１ａの車軸２１１の軸心Ｘに近づくにつれて下降する。そのため、台車２を備える鉄道車両１０が走行したとき、カバー２３の表面２３１１により、台車２に向かう空気が下方に案内される。よって、台車２に衝突する空気を減少させることができ、台車領域から発生する空力音を効果的に低減することができる。

【0048】

本実施形態において、カバー２３の半分以上の部分は、輪軸２１ａの車輪２１２の前端２１２ｅと、輪軸２１ａの車軸２１１の軸心Ｘとの間に配置されている。そのため、カバー２３が輪軸２１ａよりも前方に大きく突出することがない。よって、カバー２３に起因して台車２の長手方向の寸法が増大するのを抑制することができる。

【0049】

特に、本実施形態では、カバー２３の全体が、輪軸２１ａの車輪２１２の前端２１２ｅと、輪軸２１ａの車軸２１１の軸心Ｘとの間に配置されている。すなわち、カバー２３は、輪軸２１ａの車輪２１２よりも前方には全く突出していない。そのため、台車２の長手方向の寸法を増大させることなく、カバー２３による空力音の低減効果を得ることができる。

【0050】

例えば、輪軸の近傍にカバーを設置した場合、当該カバーと輪軸の各車輪との干渉が生じ得る。この干渉を回避するため、例えば、各車輪を避けるようにカバーをトリミングすることが考えられる。しかしながら、カバーを単純にトリミングした場合、鉄道車両１０の走行中、トリミング部分を通って空気が台車領域に流入し、台車等に衝突するため、空力音が増加する。これに対して、本実施形態では、カバー２３のうち、輪軸２１ａの各車輪２１２に対応する部分が当該車輪２１２に沿う形状に形成されている。具体的には、本実施形態では、板状のカバー本体２３１に切り欠き２３１３が形成されている上、各車輪２１２のうち、切り欠き２３１３を介してカバー本体２３１から突出した部分に沿うように付加部２３２が設けられている。この付加部２３２により、切り欠き２３１３を介して台車領域に空気が流入するのを防止することができる。そのため、カバー２３と各車輪２１２との干渉を回避しつつ、台車領域から発生する空力音を効果的に低減することができる。

【0051】

本実施形態に係る鉄道車両１０において、各台車２のカバー２３は、好ましくは、当該台車２がキャビティ１２内に配置された状態で、その半分以上の部分がキャビティ１２の下端よりも下方に配置される。これにより、鉄道車両１０の走行中に台車２に向かって流れる空気を効率よく下方に案内することができる。

【0052】

複数の鉄道車両１０で編成される列車では、本実施形態に係る台車２の配置を工夫することにより、空力音を効果的に低減することができる。以下、列車における台車２の配置例について、図４を参照しつつ説明する。

【0053】

図４の例では、列車１００を長手方向の一方側の領域Ｒ１と、長手方向の他方側の領域Ｒ２とに二分している。一方の領域Ｒ１では、列車１００の長手方向の一方側にカバー２３が位置付けられるように、各キャビティ１２内に台車２が配置されている。他方の領域Ｒ２では、列車１００の長手方向の他方側にカバー２３が位置付けられるように、各キャビティ１２内に台車２が配置されている。すなわち、領域Ｒ１と領域Ｒ２とで、カバー２３の配置が反転している。

【0054】

列車１００が長手方向の一方側に走行した場合、前側の領域となる領域Ｒ１では、台車２の前端側に配置されたカバー２３が空気を下方に案内し、台車領域から発生する空力音を低減させる。また、前側の領域Ｒ１においてカバー２３が空気を下方に案内することにより、各車体１の底面１１に沿って流れる空気が十分に減速される。そのため、後ろ側の領域Ｒ２においても、台車領域から発生する空力音を低減させることができる。

【0055】

列車１００が長手方向の他方側に走行した場合も、同様に、前側の領域となった領域Ｒ２において、台車２の前端側のカバー２３が空気を下方に案内し、台車領域から発生する空力音を低減させる。また、前側の領域Ｒ２においてカバー２３が空気を下方に案内することにより、各車体１の底面１１に沿って流れる空気が十分に減速される。そのため、後ろ側の領域Ｒ１においても、台車領域から発生する空力音を低減させることができる。

【0056】

以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【0057】

例えば、上記実施形態に係る台車２において、カバー２３の表面２３１１は斜め下向きの平坦面である。しかしながら、表面２３１１は、車輪２１２の軸心Ｘに近づくにつれて下降する形状であればよい。表面２３１１は、例えば、台車２の側面視で凹状の曲面、又は凸状の曲面等であってもよい。

【0058】

上記実施形態に係る台車２において、カバー２３は、各車輪２１２の形状に沿う付加部２３２を有している。しかしながら、カバー２３は、付加部２３２を有していなくてもよい。

【0059】

上記実施形態に係る台車２の使用方法は、図４に示す例に限定されるものではない。すなわち、カバー２３を備える台車２の配置及び数は、各列車において適宜決定することができる。

【0060】

例えば、図４に示す列車１００では、長手方向の一方側の領域Ｒ１の領域に配置された台車２と、他方側の領域Ｒ２に配置された台車２とで、カバー２３の位置が異なる。すなわち、領域Ｒ１の台車２では、列車１００の長手方向の一方側にカバー２３が配置され、領域Ｒ２の台車２では、列車１００の長手方向の他方側にカバー２３が配置されている。しかしながら、全ての台車２において、カバー２３が同じ側に配置されていてもよい。

【0061】

また、例えば、図４の例では、列車１００に含まれる全てのキャビティ１２にカバー２３を備える台車２が設けられている。しかしながら、一部のキャビティ１２にのみ、カバー２３を備える台車２が配置されてもよい。

【0062】

上記実施形態に係る台車２では、長手方向の一方端部にのみ、カバー２３が設けられている。しかしながら、カバー２３は、台車２の長手方向の両端部に設けられていてもよい。すなわち、図５に示すように、輪軸２１ａだけでなく、輪軸２１ｂの近傍にもカバー２３を設置することができる。この場合も、カバー２３の半分以上が輪軸２１ｂの車輪２１２の後端２１２ｅと、輪軸２１ｂの車軸２１１の軸心Ｘとの間に配置される。輪軸２１ｂの車輪２１２の後端２１２ｅは、台車２の長手方向における輪軸２１ｂの車輪２１２の両端のうち、外側に位置する端（外端）である。

【0063】

図５に示すように、カバー２３は、台車２の長手方向において、輪軸２１ｂの車輪２１２の後端２１２ｅよりも内側に配置されることが好ましい。例えば、台車２の側面視で、カバー２３の表面２３１１の上端の位置を、輪軸２１ｂの車輪２１２の後端２１２ｅの位置と実質的に一致させることができる。すなわち、車輪２１２の後端２１２ｅの位置を示す仮想直線Ｌ１上に、表面２３１１の上端を配置することができる。

【実施例】

【0064】

以下、実施例によって本開示をさらに詳しく説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。

【0065】

商用流体解析ソフトＰｏｗｅｒＦＬＯＷ５．４ｂ（ダッソー・システムズ社製）を用い、数値シミュレーション解析を実施した。本解析では、図６に示す高速鉄道車両の２台車モデルを対象とし、３００ｋｍ／ｈで走行している状態を模擬した。解析ケースは、実施例１、実施例２、及び比較例１の３種類である。

【0066】

実施例１及び実施例２は、図２及び図３に示す台車２の形状を用いた解析ケースである。ただし、実施例１では、カバー２３から付加部２３２を排除している。すなわち、実施例１において、カバー２３は、切り欠き２３１３を有するカバー本体２３１のみで構成されている。一方、実施例２では、カバー２３は、カバー本体２３１に加えて付加部２３２を有する。実施例１及び２では、鉄道車両１０の走行方向で前側にカバー２３が位置するように、前後のキャビティ１２内に台車２を配置した。比較例１は、各キャビティ１２内に配置された台車２からカバー２３を排除した解析ケースである。

【0067】

実施例１及び２では、高さ：１０２ｍｍ、前後の長さ：２０４ｍｍ、板厚：２０ｍｍ、傾斜角度θ：２６．６°のカバー２３を使用した。各キャビティ１２の前端からカバー２３の前端までの走行方向における距離は、１４０ｍｍとした。これにより、前側のキャビティ１２内に配置された台車２では、カバー２３の前端の位置が車輪２１２の前端の位置と一致した。一方、後ろ側のキャビティ１２内に配置された台車２では、カバー２３の前端が車輪２１２の前端よりもわずかに前方に位置付けられた。

【0068】

図７を参照して、本解析では、軌条中心から２５ｍ、地上高さ１．２ｍの各点で音圧を観測した。音圧評価に際し、前後のキャビティ１２、及び各キャビティ１２内の台車２を覆う音源面を設定し、音源面の流れ場情報を入力情報として、音圧伝播の理論式を解いて音圧を算出した。周波数分析においては、分析対象時間を０．４秒から１．１秒までの０．７秒間、周波数範囲を１５～５０００Ｈｚ、重みづけ特性をＡ特性とした。

【0069】

図８は、前側の台車領域から発生する空力音について、各音圧観測点における音圧レベルのオーバーオール値を示すグラフである。図９は、後ろ側の台車領域から発生する空力音について、各音圧観測点における音圧レベルのオーバーオール値を示すグラフである。図８及び図９に示すように、台車２にカバー２３を設けた実施例１及び２では、カバー２３が存在しない比較例１と比べて、前後の台車領域ともに、多くの観測点で音圧レベルが小さくなった。よって、カバー２３を台車２に設けることにより、台車領域から発生する騒音を低減できることがわかる。

【0070】

実施例１及び２では、特に、後ろ側の台車領域で騒音低減効果が大きくなった。これは、前側の台車領域でカバー２３によって空気の流速が低減され、この流速の低減効果が後ろ側の台車領域に波及したためと考えられる。

【0071】

図８及び図９に示すように、実施例２では、実施例１よりも騒音低減効果が大きくなった。また、実施例１では、ごく一部の観測点で比較例１よりも騒音が増加したのに対し、実施例２では、全ての観測点で比較例１よりも騒音が低減した。この結果より、車輪２１２のうち、カバー本体２３１に干渉する部分を付加部２３２で覆うことで、より優れた騒音低減効果が得られることがわかる。

【符号の説明】

【0072】

１０：鉄道車両
１：車体
１１：底面
１２：キャビティ
２：台車
２１ａ，２１ｂ：輪軸
２１１：車軸
２１２：車輪
２２：台車枠
２３：カバー
２３１１：表面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】