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●テクノ探偵団 ［揺れずに快適の謎 !!］ 電車
通勤、通学、旅行など、乗らない日はない「電車」。
最近乗りごこちが良くなったのはナゼ？ モーターや車輪に隠された秘密とは？
快適を作り出す空気の謎って何？ 驚きの電車のテクノに迫りました。
取材先：
◎JR東日本 東京都渋谷区代々木２丁目２番２号 Tel. ０３−５３３４−１１１１
様々な新技術を盛り込み開発された試験車両ACトレインを紹介。これまでの電車にはなかった連結部分の
新型台車を始め、省エネを可能にするダイレクトドライブモーターなどの新技術満載のACトレイン。
車内には、混雑に応じて変形するシートを始め、特急などの車内販売は、
座席の前の専用端末で注文が出来るなど、電車を快適にする為の工夫が盛り沢山である。
山手電車区の車庫では、JR山手線などで使われている最新式車両のE２３１を紹介。
15センチ広くなった車内や、車内各ドア上に取り付けた液晶ディスプレイなどで、
動画放送、文字放送、次駅・行き先・乗り換えなどの情報を提供し、さらなる快適性を追及した車両である。
実際に、車内や車体の下のモーターや台車を撮影させてもらう。
◎交通博物館 東京都千代田区神田須田町１−２５ Tel. ０３−３２５１−８４８１
こちらの博物館では、電車のモーターをコントロールする従来の方法である抵抗制御法を紹介。
実際に制御装置で直流モーターを回転させる。直流モーターは、電圧によって回転数が決まるという
特性がある為、電源とモーターの間に抵抗器を繋ぎ、電車が走り出す前は抵抗をフルにかけておき、
その抵抗を除々に解除し、電圧を上げてモーターの回転数を上げ電車を加速させるという仕組み。
だがこの方法では、電圧を段階的にしか解除することが出来ないので、
モーターの回転をスムーズにコントロールすることが出来ないという欠点がある。
◎日立製作所 水戸交通システム本部 茨城県ひたちなか市市毛１０７０番地 Tel. ０２９−２７６−６５３３
モーターを制御するVVVF装置を紹介。架線から送られて来る直流電流を、
IGBTと呼ばれる半導体素子でオン・オフを繰り返すことで、直流電流を交流電流に変換する事が出き、
この時、オンとオフの切り替え頻度を調節すると、自由な周波数の交流電流を作り出す事が出来る。
その為、モーターを自由自在にコントロールする事が出き、スムーズな走行が可能というワケ。
◎東京都交通局 東京都新宿区西新宿２丁目８番１号 Tel. ０３−５３２０―６０１９(お客さまサービス課)
地下鉄大江戸線で使われているリニアモーターカーを紹介。リニアとは、直線的という意味で、
回転式モータを切り開いて直線上に開いたものが、リニアモーター。このリニアモーターに交流電流を流し、
レールの間に敷いた銅や鉄で出来たリアクションプレートとの間に磁力を発生させ、
その推進力で走行している為、車輪が滑ることもなくスムーズな走行が可能。
実際にレポーターが乗車し、その乗り心地の良さを体験。
◎東京大学 生産技術研究所 千葉実験場 東京都目黒区駒場４−６−１ http://www.nozomi.iis.u-tokyo.ac.jp
カーブをうまく曲がる理想的な車輪の形について紹介。カーブを曲がる時、遠心力で車輪はレールの上で
ずれてしまう。車輪がレールの上でずれると、車輪とレールの接触するが部分が変わり、この時、
車輪に勾配がついていると、カーブの内側は車輪の直径が小さくなり、反対に外側は直径が大きくなる。
その結果１回の回転で車輪の進む距離に差が出き、自動的にカーブを曲がる事が出来る。
これを、セルフステアリング効果という。だが、勾配がついている車輪でまっすぐなレールを走らせると、
車輪がゆらゆらと揺れてしまう、蛇行動という現象が起こってしまう。まっすぐ走る為には、
車輪が平らな方が良い。勾配が殆どついていない車輪だと、蛇行動は起きないが、
勾配をつけないとカーブは曲がれない。この矛盾を解決する為に、車輪の形を工夫すると共に、
台車支持バネを適正に設計する事で、直線もカーブも快適に走る車両を実現させる。
◎東急車輛製造 神奈川県横浜市金沢区大川３番１号 Tel. ０４５−７０１―５１５５
電車の車体を支えている台車に取り付けられている空気ばねを紹介。
従来は、金属のコイルばねが使われていたが、ばねには大きな反作用がある為、振動を与えると、
なかなか揺れが収まらないが、空気ばねの中には、空気が充満している２つの部屋(空気ばね＋補助空気室)があり、
柔らかいばね特性をもっている為、振動のショックをやわらげることができる。
空気ばねと補助空気室は、小さな穴で繋がっている。振動を受けると、その穴を空気が上下に移動しあい、
空気抵抗によって揺れが吸収され、すぐに揺れが収まるという仕組みである。
(text from TV-tokyo site)
テレビ東京 30min 2002-11-02 Air ckeck by Sony Giga Video Recorder v4 Stereo
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