The Japan The Japan Society Sooiety of Meohanioal Mechanical Engineers Engineers of , 3 Vol. 115 NQ . 1120 日 本 機 械 学 会 誌 2012 130 新幹線 の 高速化 FASTECH360 に よる 技術 開発 Speed up of Shinkansen − ellEPtErD Technical Development by FASTECH360 − 一一一一一一 一 360 を短 縮 した造 語 は技術 開発 上 の 目標 速 度 ,S / Z は そ れ ぞ れ の 新 幹 2 .FASTECH360 に お ける 技術開発内容 (1) 新 幹 線 が 長 距離輸送 で の 競争力 を 確 キ 装 置 に は ,従 来 品 よ り摩 擦 係 数 ,温 保 して い く た め に は 到 着 時 分 の 短縮 が 度特性 に 優 れ て 効 果 的 で あ り,走 行 速 度 の 向 上 が 必 要 デ ィ ス ク や ,材質 ■ , ・ ・ , , ー − − − 員 東 日 本 旅 客 鉄 道 株 式 会 社 JR 東 日本 研 究開 発 セ ン タ 先 端鉄 道 シス テ ム 開発 セ ン タ 〔〒 331 8513 さ い た ま市 北区 日 進町 2 479 / cO iP E mail : s horikawa@jreast ) 正 ー − .. 11 ・は じめ に と して る 面 に お け る 技術水準の 向 上 が 必 要 と した ,ま た ,車 軸 軸 受 に 関 し て も 新 方 な る (図 ,2002 年 か ら 新幹 線 高 速 化 の 技 術 開 発 に本 格 的 に 着 手 し た 開発上 の 目標は 2 ). 式 の も の を 開 発 し,耐 久 試 験 に よ り信 1 走 行 速 度 の 向 上 2. 頼 性を 検証 した . 高速走行 に よ り発生す る 沿線騒 音の 地 震 発 生 時 の 安 全 確 保 の た め ,非 常 う ち ,集 電 系 の 寄 与 度 が 高 い .こ の た ブ レ ーキ 指 令 の 迅 速 化 1 編 成 2 基 の パ ン タ グラ フ で 集 電 して い た が ,1 基 で 集電 す る 開 発 に 取 り組 ん だ .す り板 を 細 か く分害1」 した 構 造 と し,そ れ ぞ れ を ば ね で 支 え 可 動 質量 を 小 さ くす る こ と で ,振 動 す 時 間 の 短 縮 ),編 成 ブ レーキ 制 御 や 滑 め ,従 来 加え ,従来 の ブ レーキ シ ス テ ム に 拠 ら な い 空 気抵抗 増力口装置 を 開 発 し た .こ れ らの 結 果 360km プ レ ーキ 停 止 距 離 した , 275km ・ブ レーキ カ を 伝 え る た め に ,空 転 ・ レ ール へ ,編 成 内 の 軸 トル ク ・ブ レ ーキ 配 滑 走 が 発 生 した 場 合に は 位 に応 じた 最 適 な 分を行っ て ,編 成 全 体 の 加 速 ( 架線 停電 検知 走 空 転 時 の ブ レーキ 制 御 方 法 の 改 良 に る 架 線へ 柔 軟 に 追 従 す る こ と を 可 能 に 有効 に で は ,お 客 さ ま サ ー ビス の 向 上 を 目 的 い る 中 央 締 結 ブ レーキ ,そ の た め に は ,安 全 性 頼性 ,環 境適 合 性 .快 適 性 等 の あ ら ゆ ま た ,車 輪 の 駆 動 力 東 日本 旅 客 鉄 道 ( 株)( 以 下 ,当 社 ) た ・形状等 の 変 更 に よ ー りデ ィ ス ク の ヒ トス ポ ッ ト発 生 を抑 ー える 分割型 ブ レ キ ラ イ ニ ン グを 採 用 ・信 で あるが ■ 1996 年 埼 玉 大 学 工 学 部 機 械 工 学 科 卒 業 1998 年 埼玉 大 学 大 学 院理 工 学 研 究 科 修 士 課 程 修 了 ■主 と し て 行 っ て い る 業務 研究 高 速 新 幹 線 車 両 に関 す る 研 究 開 発 ■所 属 学 会 お よ び 主 な 活動 日本 機 機 械 学 会 日 本 非 破 壊 検 査 協 会 ■勤 務 先 レ ーキ カ を 確 保 で き る よ う に し た .ま ,冷却 方式の 異 な る 複 数 種 類 の 高 出 力 ・軽 量 の 主 回路 シ ス テ ム を 開 発 した . 2 安 全 性 ・信 頼 性の 確保 2. 走 行 速 度 向 上 に伴 い 台 車 ・台 車 部 品 の 負 荷 は非 常 に 増 大 す る .基 礎 ブ レー 線/ 在来線 の 頭文字を表 す, 堀川 重成 Shigenari HORIKAWA 一 /h か らの 非常 を ,従 来 の 車 両 の /h か ら と 同 等 の 4000m と す る 技術的 な 見 通 し を得 た ,ま た 万 が 一脱 線 して も車 両 が 軌道 か ら大 き く 逸 脱 する こ とを防止 す る 車 両 逸 脱 防止 L 型 ガ イ ドを 開 発 した . 力や ブ ,技 術 「360km /h の 営 業 運 転」 と 掲 げ ,将 来 に わ た り 魅 力 的 で 竸 争 優 位 な 高 速 輸 送 機 関 を め ざ した . これ まで の 研 究 開 発 成 果 を 全 体の シ ス テ ム と して ま と め ,実環 境 ・実負 荷 の も と で 総 合 的 に検 証 す る た め に ,新 た に 専 用 の 高 速 試 験 電 車 FASTEOH360S (新 幹 線 専 用 タ イ 1 プ) ( 図 ) お よ び FASTEOH360Z ( 新 在直通 タ イ プ )の 2 編 成 を 製 作 し , 2005 年 か ら 2009 年 の 間 に 各 種 試 験 を 実 施 し た.な お,愛 称 名 の FASTECH は FASt TECHnoPogy 図 1FASTECH360S 一6一 の外観 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronio Library Service Library The Japan The Japan Society Sooiety of Meohanioal Mechanical Engineers Engineers of . 3Vol . 115 No . 1120 日 本 機 械 学 会 誌 2012 131 図 2 FASTECH360 2 . 3 環境へ の適含 によ る技術 開 発例 4 快適 性の 向上 2 . 3 .お わ りに一 320km 客 さ まの 乗 り心 地 に 大 き く影 響 す る . 営業運 転 へ 一 パ ン タ グ ラ フ で 最 も 強 い 音 源 とな っ て 台 車の 諸 元 を 基 本 か ら 見 直 す と と も 当初 の い た 主 枠の 付 け根付 近の 形状を改良 し に ,走 行 試 験 を 通 じ て 最 適な チ ュ 達 しな い も の の ,当 社 で は た 新型 の 低騒音パ ン タ グラ フ の 開発 を ン ける 高速 走 行 に よ る 左 右 ・上 下 振 動 は お 重 要 な 課 題 で あ る ,こ の た め ,従 来 の 沿 線 騒 音 の 抑 制 は ,高 速 化 に お 行 っ た .そ の パ ン タ グ ラ フ 遮音板 , 他. .さ らに 左 右 振 動 低 減 グ を実 施 し た 対 策 と し て ,動 揺 防 止 装 置 の ア ク チ ュ ータ を 空 気 式 か ら電 磁 直 動 式 ・回 転 ーラ ね じ式 に変 更 し ,応 答 性 と 制 御 ,車 体 外 面 平 滑 化 ,車 体 下 部 吸 音 構 造 等 を 開 発 し ,走 行試験 に て 検 証 を 行 っ た .こ の 結 果 従 来 の エ 車 両 と 比 較 し大 幅 な 騒 音 低 減 を 達 成 し ま た 曲 線 通 過 時に 増大す 車両 間全周ポ ロ た, ル 微気 圧波 ロ 力を高 め た. 度も大き ま た 高 速 化 に 伴 っ て 増 大 す る トン ネ ( 高速 で 車 両 が 突 入 した と ーニ く乗 り 心 地 を 損 ね る . そ こで , ー 構造 が シ ン プル な 空 気 ば ね ス トロ ク 片 上 げ 方 式 の 車 体 傾 斜 制 御 装 置 を 導入 ,乗 り心 地を向上させる と す るこ とで 伝 播 して 出 口 で 放 出 ,発 破 音 を 出 す ) と も に ,遠心 加速 度 を 抑 制 しな が ら曲 に つ い て は ,車 両 対 策 と 地 上 設 備 改 良 線通過 速 度 を 向 上 さ せ る こ と を 可 能 と を合 わ ぜ る こ と で 現 状 レ ペ ル 以 下 に 抑 した . え る こ と と した .車両 対策 と し て は , 車 内静 粛性 の 向 上 に 向 けた 各 種対 ,先 頭 部 分 の 断 面 積 変 化 率を 最適化 した 新 たに 開発 した ロ ン グ ノ ーズ 形 状 を , 策 目標で ある 360km /h に は 2010 年 度 か ら段 階 的 な 高 速 化 を 行 い ,2012 年 度 末 か ら 320km /h の 営業 運 転 を 開 始 す る .こ れ は ,FASTECH360 に よ る 技 術 的 課 題 の 達 成 度 ,環 境 対 策 に お け る 費 用 対 効 果 の 面 か ら判 断 した る 遠心 加 速 き に 発 生 す る 圧 縮 波 が 音 速 で トン ネ ル 先頭 形状の 延伸 ■ /h 内装デザ イン や腰掛 に つ い て も複 検証 を 数 種 類 の も の を 搭載 し ,評 価 ・ 行 っ た. 一7一 結 果 で あ る .今 後 の 新 型 車 両 に は FASTECH360 , で 検 証 した さ ま ざ ま な 開 発 品 が搭 載 さ れ る こ と と な っ た . 今 回 の 経 験 を も と に ,基 礎 技 術 か ら 固 め 直 す こ と も 含 め て ,次 の 速 度 向 上 に 向けた技術 開発 を継続して い く, L 文 献 (1 )特 集 : 新幹 線 高 速化 FASTECH360 総 集 編 ,JR EAST Technical Re − No . 31 ( 2010 ) . view , 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronio Library Service Library
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