新幹線車両用横コロイダルダンパに関する研究

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K06059
• 研究機関: 福岡工業大学
• 研究代表者: 数仲 馬恋典 福岡工業大学, 工学部, 教授 (20412611)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ダンピング / 横懸架装置 / 鉄道・新幹線車両 / 乗心地評価 / 動的蛇行動 / 疑似蛇行動 / 直線・曲線レール / 車軸の安定性

研究実績の概要

新幹線車両用横ヨーコロイダルダンパ(YCD)に関する理論解析および実験研究を展開するため、長い直線・曲線レール（線路の走行距離：合計27m）を装着し、鉄道車両模型の室内実験の走行速度を向上できた。動力台車キット、ボギー車台枠、モータとモータの制御装置、バッテリーなどから構成されている鉄道車両模型の二　台の台車を再設計・製作し、横方向で働く左右ダンパと車体間ダンパを装着できた。開発した台車に椅子を設け、着席した運転手が列車の運転と同時に乗心地評価システムの操作ができる。ダブル曲線レールを走行した鉄道車両模型の疑似蛇行動を発生させ、レールの曲率半径とダンパのストロークとの関係を明確した。新幹線の走行速度をさらに向上させるため、車軸の動的な蛇行動に着目し、減衰固有振動数と減衰係数の定式化かつ一般化を行い、車両の走行速度、横と縦方向のクリープ係数比、円錐台車輪の踏面勾配、車軸の無次元化質量、車軸の等価密度、ならびに車輪接触間距離とヨー慣性直径との比が、減衰係数に及ぼす影響を明らかにした。新幹線の走行速度が臨界速度を越えると、特性方程式の根が本質的に変わるが、蛇行動の減衰比に影響が出ていないことがわかり、速度上昇やクリープ係数比の低下と共に車軸の不安定性が高くなることがわかった。
研究業績状況(平成28年度～平成30年度)：査読付論文：13件、国際学会発表：11件、国内学会発表：14件、学会賞：7件。

研究成果

• [雑誌論文] Effectiveness Evaluation of a Machine Design Process Based on the Computation of the Specific Output (2019)
  • 著者名/発表者名: 数仲 馬恋典
  • 雑誌名: International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering 巻: Vol. 13, No. 2 ページ: 113～119
  • DOI: 10.5281/zenodo.2571952
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Investigation on a Wave-Powered Electrical Generator Consisted of a Geared Motor-Generator Housed by a Double-Cone Rolling on Concentric Circular Rails (2018)
  • 著者名/発表者名: 数仲 馬恋典
  • 雑誌名: International Journal of Energy and Power Engineering 巻: Vol. 12, No. 9 ページ: 556～566
  • DOI: 10.5281/zenodo.1474319
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Damping and Stability Evaluation for the Dynamical Hunting Motion of the Bullet Train Wheel Axle Equipped with Cylindrical Wheel Treads (2018)
  • 著者名/発表者名: 数仲 馬恋典
  • 雑誌名: International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering 巻: Vol. 12, No. 9 ページ: 813～818
  • DOI: 10.5281/zenodo.1474317
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Effectiveness Evaluation of a Machine Design Process Based on the Computation of the Specific Output (2019)
  • 著者名/発表者名: 数仲 馬恋典
  • 学会等名: 21th International Conference on Mechatronics and Machine Design, Tokyo, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Damping and Stability Evaluation for the Dynamical Hunting Motion of the Bullet Train Wheel Axle Equipped with Cylindrical Wheel Treads (2018)
  • 著者名/発表者名: 数仲 馬恋典
  • 学会等名: 20th International Conference on Noise and Vibration, Osaka, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Investigation on a Wave-Powered Electrical Generator Consisted of a Geared Motor-Generator Housed by a Double-Cone Rolling on Concentric Circular Rails (2018)
  • 著者名/発表者名: 数仲 馬恋典
  • 学会等名: 20th International Conference on Energy Harvesting, Storage and Conversion, Tokyo, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] O字型の直線的な発散・収束レールと双円錐を用いた機構の最適な設計条件 (2018)
  • 著者名/発表者名: 数仲 馬恋典
  • 学会等名: 日本機械学会No.18-11 第 28回設計工学・システム部門講演会, 沖縄県読谷文化センター
• [学会発表] 次世代の自動車に電気エネルギを収穫する懸架装置の提案 (2018)
  • 著者名/発表者名: 数仲 馬恋典
  • 学会等名: 自動車技術会 2018年秋季大会, 産学ポスターセッション, 名古屋国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] 新幹線車軸の蛇行動の正確な定式化により減衰特性および安定性の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 数仲 馬恋典, 鞆田 顕章
  • 学会等名: 日本機械学会No.18-7, Dynamics & Design 2018, 東京農工大学
• [備考] 福岡工業大学のホームページ、研究者のホームページ
  • URL: http://www.fit.ac.jp/research/search/research/id/43
• [備考] 数仲研究室のホームページ
  • URL: http://www.fit.ac.jp/~suciu
• [備考] 国立研究開発法人科学技術振興機構（略称JST）のホームページ
  • URL: https://researchmap.jp/suciukaken/?lang=english