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トンネル走行実験方法および装置

国内特許コード P07A012050
整理番号 /NO30563
掲載日 2007年12月7日
出願番号 特願平11-353497
公開番号 特開2001-165821
登録番号 特許第3686561号
出願日 平成11年12月13日(1999.12.13)
公開日 平成13年6月22日(2001.6.22)
登録日 平成17年6月10日(2005.6.10)
発明者
  • 福田 傑
  • 飯田 雅宣
  • 松村 豪
  • 西山 幸夫
  • 石橋 進
  • 佐藤 正男
出願人
  • (財)鉄道総合技術研究所
発明の名称 トンネル走行実験方法および装置
従来技術、競合技術の概要 一般に、列車がトンネル内に突入すると圧縮波および膨張波が生じる。この圧縮波や膨張波がトンネル内を伝播して反対側の坑口に到達すると、この圧縮波あるいは膨張波前面の圧力勾配にほぼ比例したパルス状の圧力波(微気圧波)が坑口から外部に放射される。この微気圧波の放射は、破裂的な空気圧音(一次音)を招くだけでなく、坑口付近の家屋の窓ガラスや戸を急に動かして二次音を発生させる要因となるものであり、その抑制防止が重要となっている。具体的な微気圧波低減対策としては、列車先頭形状を長くしたり、トンネル入口にフードを設ける等の手段が講じられているが、このような列車先頭の最適形状やトンネルフードの最適構造を定めるには、トンネル走行の模擬実験を行って微気圧波を実測することが極めて望ましい。また、近年は列車のさらなる高速化(時速300km以上)が進み、上述した微気圧波の他、従来は問題にならなかった、トンネル突入時およびトンネル退出時に当該トンネルと列車との相互作用により発生する低周波のトンネル突入波、退出波も、微気圧波と同様の問題をもたらす可能性が出てきている。これらの問題を解決するため、従来から実験室レベルで上述した諸現象を調べるトンネル走行実験が行われている。従来のトンネル走行実験としては、例えば特開平7-151647号公報に開示されるように、発射筒内に模擬車両を装填し、その後方に一定期間高圧ガスを供給することにより当該模擬車両を発射して模擬トンネル内に突入させる方法および装置が知られている。ここで、模擬トンネルおよび模擬車両を軸対称な形状にして、これらの断面積比を実物と相似にすることで、時間を圧縮した形で実物と相似なトンネル内圧縮波形が得られるため、微気圧波の現象を解析し、これらの低減対策の検討を行える。
産業上の利用分野 本発明は、鉄道車両がトンネル内を通過する際に発生する現象を実験的に検証するトンネル走行実験装置に係り、特にノイズが少なく、また、鉄道車両がトンネルを高速通過する際に発生する現象を測定可能にしたトンネル走行実験方法及び装置に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 模擬車両を発射して模擬トンネル内を通過させるトンネル走行実験方法において、 前記模擬トンネルの前方に、前記模擬車両の断面の大きさと同程度のロール間隔を有する回転ロール対を配置し、この回転ロール対を構成する回転ロールを互いに逆方向に回転させ、前記模擬車両を、当該回転ロール対のロール間に前記模擬トンネルの反対側から差し込んで前記模擬トンネルに向けて発射して通過させてなり、 前記各回転ロールにモータを直結し、 前記回転ロール対およびモータを備えた発射手段と、前記模擬トンネルとをほぼ覆うように吸音手段を設け、回転ロールの回転音と模擬車両発射音の反射を防いでこれらが測定に影響を与えることを防ぎ、 さらに、前記模擬トンネルと発射手段との間に遮音手段を設けて、回転ロールの回転音と模擬車両発射音とを遮音して測定に影響を与えることを防ぐことを特徴とするトンネル走行実験方法。
【請求項2】 請求項1記載のトンネル走行実験方法において、 模擬トンネルの内部に圧力センサを設け、前記模擬車両が前記模擬トンネル内を通過する際に発生する当該模擬トンネル内の気圧変動を測定することを特徴とするトンネル走行実験方法。
【請求項3】 請求項1または2記載のトンネル走行実験方法において、 模擬トンネルの出入り口の少なくとも一方の近傍に低周波空気振動検出手段を設け、模擬車両が前記模擬トンネルに突入・退出する際に当該模擬トンネルの出入り口近傍で発生する低周波空気振動を測定することを特徴とするトンネル走行実験方法。
【請求項4】 模擬トンネルと、 この模擬トンネルの前方に配置される回転ロール対と、この回転ロール対の回転ロールを互いに逆方向に回転させる回転手段と、からなる発射手段と、 前記回転ロール対のロール間隔と同程度の断面の大きさを有する模擬車両と、 この模擬車両を前記回転ロール対のロール間から前記模擬トンネルまで案内する案内手段と、 前記回転ロールの回転音と模擬車両発射音の反射を防いでこれらが測定に影響を与えることを防ぐ為に、前記模擬トンネルおよび発射手段の周囲に設けられて、当該模擬トンネルおよび発射手段をほぼ覆う吸音手段と、 前記回転ロールの回転音と模擬車両発射音とを遮音して測定に与える影響を防ぐために、前記模擬トンネルと発射手段との間に設けられた遮音手段とを備え、 前記回転手段はモータにより構成され、前記回転ロールに前記モータを直結したことを特徴とするトンネル走行実験装置。
【請求項5】 請求項4記載のトンネル走行実験装置において、 前記模擬車両の断面形状や大きさに合わせて前記回転ロールの間隔を調整可能となっていることを特徴とするトンネル走行実験装置。
【請求項6】 請求項4または5記載のトンネル走行実験装置において、 回転ロールは金属製であり、ロール面全周に弾性材を備えることを特徴とするトンネル走行実験装置。
【請求項7】 請求項4~6のいずれかに記載のトンネル走行実験装置において、 回転ロール対を複数直列に備えることを特徴とするトンネル走行実験装置。
【請求項8】 請求項4~7のいずれかに記載のトンネル走行実験装置において、 模擬トンネルの内壁に、当該模擬トンネル内の圧力を測定する圧力センサを備えることを特徴とするトンネル走行実験装置。
【請求項9】 請求項4~8のいずれかに記載のトンネル走行実験装置において、 模擬トンネルの出入り口の少なくとも一方の近傍に、低周波空気振動検出手段を備えることを特徴とするトンネル走行実験装置。
産業区分
  • 自動車
国際特許分類(IPC)
出願権利状態 権利存続中
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