1輪祝儀 幾何學的 社行動 編輯

鐵道車輛의 車輪은 圓筒形이 아닌 圓錐形으로, 플랜지 側(안쪽)의 直徑은 크고 바깥쪽의 直徑은 작다. 이 差異를 畓面勾配(踏面勾配)라고 부르며, 車軸이 레일의 한쪽 便으로 치우쳤을 境遇 올바른 位置로 되돌리는 復元力을 주며 曲線 通過를 圓滑化하는 機能을 가지고 있다. 이것은 左右의 車輪이 直結되어 있는 鐵道 車輛의 輪軸에 自己操向 機能을 주는 것으로, 없어서는 안되는 構造이다.

그런데 畓面勾配에 依한 自己 操舵 機能은 輪軸에 左右 方向의 運動을 일으키는 原因이 된다. 卽, 輪軸이 한쪽의 레일로 치우쳤을 境遇 그것을 元來대로 되돌리려고 하는 復元力에 依해 反對側의 레일에 치우쳐, 거기에 逆方向의 復元力이 作用하는 反復 運動이 發生하게 된다. 이것을 1輪祝儀 幾何學的 社行動이라고 부르며, 波長 L은 以下의 式으로 나타낼 수 있다.

${\displaystyle L=2\pi {\sqrt {\frac {er}{\lambda }}}}$ 

이 式에서,

• L - 社行動의 波長
• e - 左右 車輪 間隔의 1/2(≒軌間의1/2)
• r - 車輪 半徑
• λ - 畓面勾配

이다. 波長 L이 작을수록 振動이 激烈해지는 것으로부터, 작은 車輪經過 좁은 軌間, 큰 畓面勾配가 社行動을 심화시키는 原因이 되는 것을 알 수 있다.

2逐次·2軸 貸借의 社行動 編輯

實際의 鐵道 車輛은 1축이 아닌, 2軸 以上의 輪軸 或은 貸借에 複數의 輪軸을 갖춘 보기(bogie) 貸借에 依해 構成된다. 이 境遇의 社行動은 以下의 式으로 나타낼 수 있다.

${\displaystyle L=2\pi {\sqrt {\frac {er}{\lambda }}}{\sqrt {1+{\frac {l^{2}}{e^{2}}}}}}$ 

이 式에서,

l - 軸距(軸距)의 1/2 이다. 卽, 社行動을 장주기火(長周期化)하고 影響을 抑制하려면 긴 軸距가 有效하다.

實際의 社行動은 慣性 運動이며, 이것은 幾何學的 條件뿐만 아니라, 輪軸·貸借·車體의 質量이나 龍鬚鐵 精髓·減衰 淨水 等도 큰 影響을 미친다.

社行動과 高速化 編輯

社行動은 車輪의 畓面勾配에 起因하여 앞서 敍述한 特性値에 依해 일정한 波長을 가지는 것으로 인해, 走行速度가 높을수록 振動 速度가 커져 高速化에 障害 要因이 된다. 曲線 區間의 境遇 畓面勾配에 依한 復元力에 비해 作用하는 遠心力이 크기 때문에 問題가 되는 일은 그다지 없으며, 主로 直線 區間에서 問題가 된다. 社行動에의 對策은 아래에서 敍述한다.

畓面九拜의 適正化 編輯

社行動을 일으키는 原因은 畓面勾配에 依한 復元力이므로, 高速 列車의 境遇 大體로 畓面勾配를 작게 하는 것이 對策으로서 效果가 있다. 韓國의 境遇, 高速 列車인 KTX 의 動力 車輛의 境遇 畓面勾配가 1/40人 GV40 答面이 採用되어 있다. 그러나 畓面勾配를 지나치게 작게 하면 曲線 區間의 通過가 곤란해지는 問題도 있기 때문에, 最小 曲線 半徑을 檢討하여 適切한 값을 取하는 것이 바람직하다.

輪軸의 支持 編輯

實際의 輪軸은 前後 方向이나 左右 方向에 對해 完全 拘束이 아닌 歎聲 支持를 받고 있다. 이 龍鬚鐵 精髓를 適切히 選定하는 것으로써 共振을 일으키는 振動數를 使用하지 않는 超高速 領域으로 設定하는 方法이나, 反對로 낮은 速度로 孔津驛(共振域)을 設定하여 高速에서의 振動을 抑制하는 等의 方策이 있다. 2軸 貨車의 2段 링크 方式은 後者의 例이다.

또, 저널박스 支持 裝置로 페데스탈 方式을 利用하는 境遇 磨耗에 依해 支持部에 反動이 發生하기 쉽고, 1軸 社行動의 原因이 되는 境遇가 많다. 이 때문에 耐磨耗性이 뛰어난 材料를 利用해야만 하며, 定期的인 保守가 必要하다. 圓筒안耐蝕 저널박스 支持 裝置는 이 缺點을 改良한 것으로, 反動이 發生하기 어려운 構造로 設計되어 있다.

社行動을 抑制하는 器具 編輯

사이드 베어링과 볼스터 앵커 編輯

볼스터 貸借에서는, 사이드 베어링에 依해 貸借와 車體가 接하고 있어 이 사이의 摩擦力이 社行動을 抑制하는 機能을 가지고 있다. 또한 볼스터 貸借에는 車體에 牽引力을 傳하기 위한 볼스터 앵커를 裝備하는 것도 있는데, 이것에 依해 副次的으로 社行動을 抑制하는 效果를 얻을 수 있다.

要댐퍼 編輯

요댐퍼는 最近의 高速 對應 볼스터리스 貸借 에 利用되는, 車體와 貸借를 댐퍼를 개입시켜 接續하는 方式이다. 댐퍼는 그 特性上 빠른 움직임에만 抵抗하며, 느린 움직임에는 그다지 抵抗하지 않는다. 이 特性에 依해 곡선부에서의 貸借의 緩慢한 回轉은 許容하면서, 高速 진동인 社行動만을 抑制하는 機構이다.

오른쪽의 그림은 요댐퍼의 役割을 模式敵으로 나타낸 것이다. 볼스터리스 貸借 의 境遇 貸借의 回轉은 空氣 龍鬚鐵의 變形에 依해 이루어진다. 별다른 抑制 機構가 없는 境遇 空氣 龍鬚鐵의 減衰 特性에 依해서만 社行動에 抵抗하게 된다. 한便, 요댐퍼는 車體와 貸借의 前後方向을 拘束하듯이 裝着된다. 貸借는 曲線 通過時에 回轉해야 하기 때문에 要댐퍼 自體는 新築을 許容하는 構造로 되어 있지만, 그 新築부는 高速 振動을 減衰시키는 構造로 되어 있어 社行動을 抑制하는 效果를 發揮한다.

韓國의 境遇, KTX 全車輛이나 새마을號·無窮花號 客車 一部(一名 쏘詩味 貸借 等)에 採用되어 있다.

그 外 編輯

社行動을 發生시키지 않는 輪軸 構造로서 左右 獨立 車輪의 硏究가 이루어지고 있다. 그렇지만 自己操向 機能을 가지지 않으므로 다른 쪽의 레일이나 車輪이 便磨耗되는 等의 問題가 있어 本格的으로 採用되는 데까지 이르지는 못하고 있다. 最近의 路面 電車에서는 左右 獨立 車輪의 採用 事例가 增加하고 있지만, 그 目的은 社行動 對策이 아닌 저尙火(低床化)이다.

• 貸借
• 쇼크 業所버

• 石井幸孝　"入門?道車?" 交友社, 1970年 ^{[ 쪽 番號 必要 ]}
• 伊原一夫　"?道車?メカニズム?鑑" グランプリ出版, 1987年 ^{[ 쪽 番號 必要 ]}