| 研究課題/領域番号 |
17K06221
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
道辻 洋平 茨城大学, 工学部, 准教授 (90376856)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 鉄道車両 / 操舵台車 / 曲線通過性能 / 独立回転車輪 / マルチボディダイナミクス / 走行実験 |
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| 研究実績の概要 |
本研究ではこれまで提案してきた，独立回転車輪を有する操舵台車の実現可能性を検討するため，車両運動シミュレーションと1/10スケールモデル実験装置を活用した走行性能評価を実施する．
当該年度においては，まず，提案する傾斜軸独立回転車輪を有する自己操舵台車（傾斜軸EEF台車）に関して，マルチボディ・ダイナミクスシミュレーションにもとづく，車輪・レール摩耗の低減効果について検討した．提案する傾斜軸EEF台車において，アッカーマンジオメトリを導入することで急曲線走行中のアタック角を低減でき，フランジ・踏面の2点接触を回避できるため，車輪・レールの摩耗において優位であることを示した．次に，スケールモデル走行実験装置として1/10スケール相当の曲線軌道，および試験車両の設計・製作をおこなった．特に車両については，一体輪軸・独立回転車輪輪軸・逆踏面式独立回転車輪輪軸の3種類を製作し，それらに適合した台車を設計・製作した．製作した車両に対して，走行実験を実施し，台車が曲線を通過する際のアタック角を計測することで基礎的な操舵性能の評価をおこなった．今年度の大きな成果は，曲線半径1.5mのスケールモデル曲線軌道を研究室内に敷設し，走行車両については，現実的な低床路面電車車両を想定した3車体連節構造を有する装置を製作し，基礎的な操舵性能評価をおこなった点である．これら成果については卒業論文としてまとめ，2018年度には複数の学会にて講演発表を予定している．また，現段階において，傾斜軸独立回転車輪の実験装置の設計が完了しており，この製作が完了したのちに，曲線走行実験と軌条輪試験装置を用いた走行安定性実験を実施する予定である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
走行シミュレーションでは当初想定していた通り，提案する傾斜軸EEF台車が高い自己操舵性能を有していることがわかった．また，走行安定性についても優位性が証明された．当初計画では年度内にスケールモデル実験装置を完成させ，曲線通過性能や軌条輪を活用した走行安定性評価をおこなうつもりであった．しかしながら，傾斜軸EEF台車との比較対象として3方式の台車を製作することにやや時間をとられてしまい，目標とする傾斜軸EEF台車はまだ完成していない．しかしながら，2018年度前期に完成予定であるため，遅れを取り戻すことは可能と考える．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究の推進方法に関しては，当初の年度ごとの予定通りに研究を推進していく．具体的には，傾斜軸EEF台車の実験装置の製作を完了し，急曲線走行時のアタック角等の観点から曲線通過性能を評価する．また，軌条輪装置を活用し走行安定性についても確認をおこなう．現段階のマルチボディ・ダイナミクスシミュレーションにおいても，車輪踏面形状の変更により，さらなる曲線通過性能向上と走行安定性向上の両立ができる可能性が示されている．そのため，車輪形状の設計手法についても検討をさらに深めていく．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
購入物品が多数の機械部品であるため，当初使用を予定していた額とはわずかに異なった．今後の使用計画としては，スケールモデル実験装置の部品，計測センサーの冶具類の購入費用に充てる．
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