[发明专利]车辆摇摆抑制装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有气流控制装置的铁路车辆，特别涉及适用于该车辆的车辆摇摆抑制装置。

背景技术

例如新干线那样的高速车辆，被要求即使在高速行驶时也能够确保无损于乘客的舒适性的乘车感觉。

例如根据以下的非专利文献1已知：例如，如图9所示，在新干线那样的高速车辆在隧道区间行驶的情况下，在隧道壁侧产生漩涡，该漩涡引起的压力变动成为主要原因，对车体施加偏转力矩和左右方向上的并进激振力，由此，车体的摇摆变大。

此外，如在图10中也表示的那样，一般在对在隧道区间与非隧道区间的车体的左右方向上的加速度的响应进行比较时，特别是在隧道区间可见在2Hz附近的响应变大的趋势。人对该在左右方向上的加速度的感度特别在低频区域高，因此上述在隧道区间产生的2Hz附近的左右方向的加速度在车辆的乘坐感觉上成为大问题。

对于该问题，在以下的非专利文献1中，已经提案有在车体与底盘之间在左右方向上配置致动器，由此，与压力变动导致的偏转力矩激振力对抗，利用该致动器产生反方向的力而进行控制的方法，进一步提案有通过在相邻的车辆之间设置所谓的车体间前后阻尼器，使由于偏转力矩激振力而产生的能量消散而进行控制的方法，并且，这些方法已被实用化。

另外，这些被实用化的方法并不减少作为隧道行驶时的车辆摇摆的激振源的偏转力矩和左右并进激振力本身。因此，在不消除车辆摇摆的根源的情况下，上述的激振力变得过大，此时减少车体摇摆的效果变小的情况成为问题。

与此相对，仍然根据上述非专利文献1，提案有通过在车辆侧面配置喷流装置，在隧道行驶时利用喷流装置在水平方向上向隧道壁喷出喷流而减小偏转力矩激振力的方法。

此外，除了上述的说明以外，在以下的专利文献1和2中，公开有与上述那样的使用喷流的方法不同的、用于防止在车辆的底板下产生的漩涡旋转上升到车辆的侧面的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-53037号公报

专利文献1：日本特开2005-205947号公报

非专利文献

非专利文献1：RRR2010年5月号，特集：铁道技术中的分界区域<减少施加于隧道行驶中的车辆的变动空气流>（铁道技術における境界領域「トンネル走行中の車両に加わる変動空気流を減らす」）鈴木昌弘，和其他2人。

发明内容

发明所要解决的问题

特别是在上述非专利文献1所示的方法中，展示有在车辆侧面设置能够喷出喷流的喷流装置的方式，该喷流装置在隧道壁侧的车辆底面下部且在车辆长度方向上配置有多个。即，根据该结构，目标在于：通过在隧道行驶时向隧道壁在水平方向上喷出喷流而控制车辆周围的气流的紊乱，由此降低对车辆的偏转力矩激振力。

但是，在上述结构的喷流装置中存在如下问题。

（1）因为向隧道壁喷出喷流，所以能够使成为车体摇摆的主要原因的在隧道壁侧产生的漩涡从车辆侧面远离，但是并不减少所产生的漩涡本身。

（2）进一步，该结构的目的是为了利用喷流控制气流的紊乱，而不是对在面向隧道壁的一侧产生的漩涡向车辆的长度方向移动的速度进行控制。

另外，在隧道区间，在上述向车辆的长度方向移动的漩涡从车辆侧面通过时，在通过点的位置在并进方向上对车辆进行激振。一般而言，作为车体摇摆的原理，将施加于车辆侧面的各位置的激振力在并进方向上全部累积而形成的力作为并进力施加至车体重心，在摇摆方向上全部累积而得到的力矩在车体重心周围作为旋转力被施加，发生车体摇摆。

另外，根据上述原理，在漩涡的移动速度发生变化时，车辆侧面的施向长度方向的并进力的移动速度发生变化，激振定时发生变化，因此，被施加至车体重心的并进力即偏转力矩量也随之发生变化。因此，不仅需要控制气流的紊乱，而且还需要将漩涡的移动速度适当化。

进一步，（3）采用喷流在车辆侧面，从隧道壁的水平距离相对近的车辆侧面向隧道壁喷出的结构，因此，在假定车辆在多条线路的隧道内上行或下行时，需要分别在车辆侧面的两侧设置上述喷流装置。因此，有在车辆设置的装置的数量变多的问题。

根据以上说明，在上述的现有技术、特别是上述非专利文献1中公开的喷流装置中，为了减少作为在隧道区间的车体摇摆的主要原因的在隧道壁侧产生的漩涡，必须设置大量的喷流装置，不能实现有效且经济的车辆摇摆抑制装置。