記録装置及び風洞試験方法
【課題】移動中の被測定体の物理量を測定し、当該測定された物理量を適切且つ効率よく記録する。
【解決手段】車両模型３０の内部には、圧力メモリ５０と記録装置６０が設けられている。記録装置６０は、第１の記録容量を有し、圧力メモリ５０で測定された圧力のデータを第１の記録速度で記録する本体内蔵メモリを備えたデータロガー６１と、データロガー６１に接続され、且つ第１の記録容量より大きい第２の記録容量を有し、本体内蔵メモリに記録されたデータを第１の記録速度より小さい第２の記録速度で記録するマイクロＳＤカードを備えたＳＤカード部６２とを有している。キャリッジ２３には、電源部８０と無線リレーインターフェイス部９０の受信ユニット９１が設けられている。走行装置の外部には、無線リレーインターフェイス部９０の送信ユニット９２が設けられている。
【解決手段】車両模型３０の内部には、圧力メモリ５０と記録装置６０が設けられている。記録装置６０は、第１の記録容量を有し、圧力メモリ５０で測定された圧力のデータを第１の記録速度で記録する本体内蔵メモリを備えたデータロガー６１と、データロガー６１に接続され、且つ第１の記録容量より大きい第２の記録容量を有し、本体内蔵メモリに記録されたデータを第１の記録速度より小さい第２の記録速度で記録するマイクロＳＤカードを備えたＳＤカード部６２とを有している。キャリッジ２３には、電源部８０と無線リレーインターフェイス部９０の受信ユニット９１が設けられている。走行装置の外部には、無線リレーインターフェイス部９０の送信ユニット９２が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動中の被測定体の物理量を記録する記録装置及び当該記録装置を用いた風洞試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄道車両の軽量化や走行時の高速化が進められていることに伴い、鉄道車両の走行安全性を確保する観点から、強風時、特に横風に対する鉄道車両の空気力学特性を把握することが重要視されている。かかる空気力学特性を把握する上で、鉄道車両に作用する空気力の評価は、例えば鉄道車両の縮尺模型を用いた風洞試験で行われている。
【０００３】
鉄道車両の横風に対する風洞試験において、この横風を鉛直方向に一様な流れの一様流と仮定すると、車両模型を静止させた状態で試験を行っても、横風の風速と風向を調整することで、車両模型を走行させた状態と物理的に等価な試験を行うことができる。一方、実際には地面境界層の影響を考慮する必要があり、一様流とは状況が異なる。すなわち、自然風には地面からの高さに応じた速度分布が存在する。かかる場合に車両模型を静止させた状態で試験を行うと、鉛直方向に風速と風向が変化するねじれた横風を再現する必要がある。しかしながら、このような横風を再現するのは現実的には困難である。そこで、より厳密に近い状況で空気力を評価するため、車両模型を走行させた状態で風洞試験を行う必要がある。
【０００４】
また、風洞試験では、上記空気力の評価として車両模型に作用する圧力などの物理量が測定されて記録される。この記録装置としては、例えばデータロガー等が用いられる。例えば特許文献１には、内部メモリを備えたデータロガーと、さらにデータロガーに接続されたリムーバブルメディアとを備えたものが提案されている。かかる場合、測定された物理量のデータは、データロガーの内部メモリを介して、リムーバブルメディアに記録される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３０７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された内部メモリとリムーバブルメディアには、それぞれフラッシュメモリ等の不揮発性メモリが使用されている。かかる不揮発性メモリの記録速度は遅いのに対し、上述した車両模型を走行させた状態での風洞試験では、大量のデータを短時間で記録しなければならない。このため、従来の記録装置では、移動中の被測定体の物理量を適切に記録することができない場合があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、移動中の被測定体の物理量を測定し、当該測定された物理量を適切且つ効率よく記録することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、移動中の被測定体の物理量が測定され、当該測定された物理量を記録する記録装置であって、第１の記録容量を有し、前記測定された物理量のデータを第１の記録速度で記録する揮発性メモリを備えた第１の記録部と、前記第１の記録部に接続され、且つ第１の記録容量より大きい第２の記録容量を有し、前記揮発性メモリに記録されたデータを前記第１の記録速度より小さい第２の記録速度で記録する不揮発性メモリを備えた第２の記録部と、を有し、前記第１の記録部と前記第２の記録部は、被測定体に設けられていることを特徴としている。なお、例えば第１の記録容量は２メガバイトであり、第２の記録容量は２ギガバイトである。また、例えば第１の記録速度は２３４キロバイト／秒であり、第２の記録速度は２２キロバイト／秒である。
【０００９】
本発明によれば、移動中の被測定体の物理量のデータを第１の記録部の揮発性メモリに一時的に記録し、さらに当該揮発性メモリに記録されたデータを第２の記録部の不揮発性メモリに記録することができる。すなわち、例えば移動中の被測定体の物理量を測定する場合、当該被処理体の移動中に、物理量のデータを揮発性メモリに高速で記録できる。そして、物理量の測定終了後に、揮発性メモリに記録されたデータを不揮発性メモリに記録できる。したがって、本発明の記録装置は物理量のデータを適切に記録することができる。しかも、不揮発性メモリは大きい記録容量を有するので、被測定体の物理量を測定する毎に、例えばコンピュータ等にデータを移す必要が無く、複数回のデータを記録することができる。したがって、本発明の記録装置は物理量のデータを効率よく記録することができる。
【００１０】
前記第１の記録部は２層構造を有し、第１層目の基板上には、前記揮発性メモリが配置され、第２層目の基板上には、外部から供給される電圧を安定化させる電圧調整部が配置されていてもよい。
【００１１】
前記被測定体は、鉄道車両を所定の縮尺比率で小型化した模型であり、前記第１の記録部と前記第２の記録部は、前記被測定体の内部に設けられていてもよい。
【００１２】
別な観点による本発明は、前記記録装置を用いた風洞試験方法であって、被測定体には、移動中の被測定体の物理量を測定する物理量センサが設けられ、送風されている気体中に被測定体を移動させ、当該気体を受けた被測定体の物理量を前記物理量センサによって測定する第１の工程と、前記測定された物理量のデータを前記揮発性メモリに一時的に記録する第２の工程と、前記揮発性メモリに記録されたデータを転送して前記不揮発性メモリに記録する第３の工程と、を有することを特徴としている。
【００１３】
前記第１の工程と前記第２の工程は、被測定体の移動中に行われ、前記第３の工程は、被測定体の停止中に行われてもよい。
【００１４】
移動中の被測定体の進行方向は、平面視において、前記気体に対して任意の方向をとることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、移動中の被測定体の物理量を測定し、当該測定された物理量を適切且つ効率よく記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】風洞試験装置の構成の概略を示す平面図である。
【図２】風洞試験装置の構成の概略を示す側面図である。
【図３】走行装置の構成の概略を示す平面図である。
【図４】走行装置の構成の概略を示す側面図である。
【図５】車両模型の構成を模式的に示した説明図である。
【図６】圧力センサ、記録装置、電源部及び無線リレーインターフェイス部の関係を模式的に示した説明図である。
【図７】データロガーの内部構成の概略を示す側面図である。
【図８】ＳＤカード部の構成の概略を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本実施の形態では、本発明にかかる記録装置を用いた風洞試験方法について説明する。
【００１８】
本実施の形態の風洞試験は、図１及び図２に示す風洞試験装置１を用いて行われる。風洞試験装置１は、風洞２と開放型の風洞測定部３を有している。風洞２の風洞測定部３側の端部には、気体として例えば空気を吹き出す吹出口２ａが形成されている。吹出口２ａは、例えば側面視において略矩形状を有している。そして、吹出口２ａから風洞測定部３に向けて気体が吹き出される。
【００１９】
風洞測定部３において、風洞２の吹出口２ａの下流側（図中のＹ方向負方向側）には、地面を模擬する地面板１０が設けられている。また、地面板１０は、吹出口２ａの下端と同じ高さに配置されている。地面板１０は、例えば平面視において略矩形状を有している。また、地面板１０において吹出口２ａに対向する一辺は、少なくとも吹出口２ａの幅より大きい。したがって、吹出口２ａから吹き出される気体は、すべて地面板１０上を流れるようになっている。
【００２０】
地面板１０の中央付近には、後述する走行装置２０を回動させるためのターンテーブル１１が配置されている。ターンテーブル１１は、例えば平面視において円形状を有している。ターンテーブル１１は走行装置２０と連結され、駆動装置（図示せず）によって、ターンテーブル１１と走行装置２０はそれぞれ回動可能に構成されている。なお、この回動角度は、試験条件に合わせて任意に設定することができる。
【００２１】
地面板１０の下方には、車両模型を走行させる走行装置２０が設けられている。走行装置２０は、水平方向に所定の長さ延伸している。また、走行装置２０は、上述したようにターンテーブル１１によって回動自在に構成されている。なお、走行装置２０の所定の長さは、風洞試験装置１を製造する際に任意に設定することができる。
【００２２】
走行装置２０は、図３に示すように平行に延伸する一対のレール２１、２１を有している。一対のレール２１、２１間には、当該レール２１に平行してタイミングベルト２２が設けられている。さらにタイミングベルト２２上には、車両模型を支持するためのキャリッジ２３が設けられている。走行装置２０（レール２１）の両端部には、図１及び図２に示すように例えばモータを内蔵した駆動部２４、２４が設けられている。この駆動部２４、２４によって、タイミングベルト２２が駆動し、当該タイミングベルト２２上のキャリッジ２３がレール２１に沿って移動可能になっている。
【００２３】
なお、走行装置２０における駆動部２４の駆動と停止のタイミング、さらにキャリッジ２３の速度や加速度などの走行パターンの設定は、例えば走行装置２０の外部に設けられたコンピュータ（図示せず）によって行われる。このとき、駆動部２４のエンコーダ出力で、キャリッジ２３の位置と走行速度をコンピュータに記録することができ、走行パターンを認識することができる。
【００２４】
キャリッジ２３の上方には、図４に示すように支柱２５を介して、被測定体としての車両模型３０が固定されている。すなわち、キャリッジ２３と車両模型３０は、レール２１に沿って一体に移動可能になっている。また、走行するキャリッジ２３への気体の流れへの影響を回避し、地面を模擬する地面板１０上を車両模型３０が走行できるようにするため、車両模型３０は地面板１０の上方に配置され、キャリッジ２３は地面板１０の下方に配置されている。そして、地面板１０（ターンテーブル１１）には、支柱２５が通過できるようにスリット１０ａが形成されている。
【００２５】
そして、上述したように走行装置２０がターンテーブル１１によって回動可能に構成されていることで、図１に示すように平面視において、レール２１に沿って移動する車両模型３０の進行方向と、風洞２の吹出口２ａの吹出方向（気体の進行方向）とは異なる方向になる。すなわち、車両模型３０は横風を受ける。そして、例えば進行中の車両模型３０が真横から横風を受けると、当該横風によって車両模型３０に作用する圧力は最大となる。
【００２６】
次に、被測定体としての車両模型３０の構成について説明する。車両模型３０は、図５に示すように一両相当の鉄道車両を所定の縮尺比率、例えば１／６０〜１／４０で小型化した模型である。また、車両模型３０は、鉄道車両を単純化した模型であり、直方体形状を有している。本実施の形態では、縮尺比率が１／６０の場合において、車両模型３０の長さＬが３２５ｍｍ、高さＨが４４ｍｍ、幅Ｗが４６．７ｍｍである。なお、本実施の形態の車両模型３０は鉄道車両を単純化した模型であるが、実際の鉄道車両に近い形状を有する模型を用いてもよい。かかる場合、風洞試験において、鉄道車両の先頭部形状や屋根形状、さらに床下機器の影響を考慮することができる。また、本実施の形態の車両模型３０は単車であるが、複数の車両を有する編成車両を用いてもよい。
【００２７】
風洞試験時、車両模型３０は、車両模型３０の進行方向（図５中の実線矢印）と異なる方向から吹き出される気体（図５の点線矢印）を受ける。そして、車両模型３０の側面には、この気体により車両模型３０に作用する物理量、例えば圧力を測定するための圧力孔４０が形成されている。圧力孔４０は、複数、例えば１２か所に形成されている。また、これら複数の圧力孔４０は、車両模型３０の高さ方向の中心位置に形成されている。なお、本実施の形態の圧力孔４０は１２か所に形成されているが、圧力孔４０の数はこれに限定されない。例えば車両模型３０の高さ方向や、車両模型３０の上面あるいは下面にも複数の圧力孔４０が形成されていてもよい。
【００２８】
次に、風洞試験で用いられる圧力センサ及び記録装置について説明する。図６に示すように車両模型３０の内部には、物理量センサとしての圧力センサ５０が設けられている。圧力センサ５０は、車両模型３０の側面に形成された圧力孔４０に対応して設けられ、本実施の形態では１２個設けられている。各圧力センサ５０は、圧力孔４０から流入する気体によって車両模型３０の側面が受ける圧力を測定することができる。なお、本実施の形態では、車両模型３０の内部において１２個の圧力センサ５０が占めるスペースを縮小するため、４個の圧力センサ５０を１枚の基板（図示せず）上に配置し、当該基板３枚を車両模型３０の内部に設けている。また、圧力センサ５０を作動させるための電圧は、後述するデータロガー６１から供給される。
【００２９】
記録装置６０は、第１の記録部としてのデータロガー６１と、第２の記録部としてのＳＤカード部６２とを有している。データロガー６１は、１２個の圧力センサ５０と接続され、当該圧力センサ５０で測定された圧力のデータを記録する。ＳＤカード部６２は、データロガー６１と接続され、当該データロガー６１に記録されたデータを記録する。これらデータロガー６１とＳＤカード部６２は、車両模型３０の内部に配置されている。すなわち、データロガー６１とＳＤカード部６２は、車両模型３０の内部に配置できるように小型化されている。
【００３０】
データロガー６１は、直方体形状のカバー（図示せず）を有している。車両模型３０の内部にデータロガー６１が配置されるようにするため、カバーは例えば長さが９８ｍｍ、高さが２５ｍｍ、幅が２９ｍｍの大きさを有している。このカバーの内部のデータロガー６１は、図７に示すように２層構造を有している。データロガー６１には、鉛直方向上から順に基板６３、基板６４、基板６５が積層されて配置されている。これら基板６３〜６５は、基板６３、６４の間及び基板６４、６５の間にそれぞれ設けられた支持部材６６によって支持されている。そして、基板６３と基板６４との間及び基板６４と基板６５との間に、それぞれ所定の空間が形成されている。
【００３１】
基板６４は、所定の回路が形成された回路基板である。基板６４上には、揮発性メモリとしての本体内蔵メモリ６７が配置されている。本体内蔵メモリ６７は、第１の記録容量としての２メガバイトの記録容量を有しており、圧力センサ５０で測定された圧力のデータを記録する。また、本体内蔵メモリ６７は、第１の記録速度としての２３４キロバイト／秒の記録速度で圧力のデータを記録する。さらに、基板６４上には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６８と、データロガー６１とＳＤカード部６２と接続するための通信回路６９等が形成されている。
【００３２】
基板６５は、電源ボードである。基板６５上には、外部から供給される電圧を安定化させる電圧供給部７０が配置されている。そして、電圧供給部７０から基板６４上の本体内蔵メモリ６７、ＣＰＵ６８、通信回路６９等の回路に、安定した電圧が供給される。
【００３３】
ＳＤカード部６２は、図８に示すように基板７１を有している。基板７１上には、不揮発性メモリとしてのマイクロＳＤカード７２が配置されている。マイクロＳＤカード７２は、第１の記録容量より大きい第２の記録容量としての２ギガバイトの記録容量を有しており、本体内蔵メモリ６７に記録されたデータを記録する。また、マイクロＳＤカード７２は、第１の記録速度より小さい第２の記録速度としての２２キロバイト／秒の記録速度でデータを記録する。さらに、基板７１上には、ＳＤカード部６２とデータロガー６１を接続するためのコネクタ７３が形成されている。
【００３４】
なお、マイクロＳＤカード７２に記録されたデータは、走行装置２０の外部に設けられたコンピュータ（図示せず）に記録される。このコンピュータは、例えば予め用意された、バイナリファイルをテキストファイルに変換するファイルコンバータを有し、マイクロＳＤカード７２に記録されたＤＡＴファイルを読み込み、ＣＳＶファイルに変換する。
【００３５】
上述したデータロガー６１には、図６に示すように当該データロガー６１に所定の電圧を供給するための電源部８０がさらに接続されている。
【００３６】
また、データロガー６１には、当該データロガー６１における圧力のデータの記録の開始及び停止を指示するための無線リレーインターフェイス部９０が接続されている。無線リレーインターフェイス部９０は、受信ユニット９１と送信ユニット９２を有している。受信ユニット９１はデータロガー６１に接続され、送信ユニット９２は走行装置２０の外部に設けられている。受信ユニット９１と送信ユニット９２間の通信は電波方式で行われる。そして、送信ユニット９２のボタン操作により、受信ユニット９１を介して、データロガー６１におけるデータの記録の開始及び停止のトリガがかけられる。
【００３７】
なお、電源部８０と受信ユニット９１は、キャリッジ２３に設けられる。そして、電源部８０と受信ユニット９１をデータロガー６１と接続するための配線は、それぞれ模型車両３０の底面から引き出され、支柱２５を介して、キャリッジ２３まで配設される。
【００３８】
次に、以上のように構成された風洞試験装置１を用いて行われる車両模型３０に対する風洞試験方法について説明する。
【００３９】
先ず、ターンテーブル１１を回動させることにより、風洞２の吹出口２ａから吹き出される気体が流れる方向に対して、所定の角度まで走行装置２０を回動させる。次に、風洞２の吹出口２ａから風洞測定部３に対して気体を流す。また、走行装置２０において、レール２１の一端部から他端部に向けて、キャリッジ２３及び車両模型３０を移動させる。このとき、車両模型３０は、レール２１の一端部から地面板１０（ターンテーブル１１）まで走行する間に所定の速度、例えば０．１ｍ／秒〜１０ｍ／秒まで加速する。そして、車両模型３０が少なくとも地面板１０（ターンテーブル１１）上を走行する際、すなわち吹出口２ａから吹き出される気体の下流側を走行する際に、車両模型３０が所定の速度で走行する。その後、地面板１０（ターンテーブル１１）を過ぎてからレール２１の他端部まで走行する間に減速して停止する。したがって、車両模型３０が定常とみなせる範囲で気体を受けている際には、当該車両模型３０は所定の一定速度で走行している。
【００４０】
そして、車両模型３０が地面板１０上を所定の速度で走行中に、吹出口２ａから吹き出された気体によって、車両模型３０の側面が受ける圧力を圧力センサ５０で測定する。なお、吹出口２ａから吹き出された気体は、地面板１０上を流れる。そうすると、本風洞試験では、地面境界層の影響を考慮することができ、すなわち地面からの高さに応じた速度分布を考慮することができる。
【００４１】
圧力センサ５０で測定された圧力のデータは、記録装置６０に記録される。具体的には、車両模型３０が所定の速度で走行中に、圧力センサ５０で測定された圧力のデータをデータロガー６１の本体内蔵メモリ６７に一時的に記録する。データロガー６１で圧力のデータの記録を開始するタイミングは、無線リレーインターフェイス部９０の送信ユニット９２のボタン操作により、受信ユニット９１を介して、データロガー６１におけるデータの記録の開始のトリガがかけられる。そして、車両模型３０が地面板１０上を過ぎて減速すると、データロガー６１における圧力のデータの記録を停止する。この記録の停止するタイミングも、送信ニット９２のボタン操作によってトリガがかけられる。このように、データロガー６１では、地面板１０上を所定の速度で走行する車両模型３０にかかる圧力のデータを記録する。なお、風洞試験の条件によっては、圧力のデータの記録可能な時間が限られている場合がある。例えば車両模型３０が低速で走行する場合、この所定の時間において圧力のデータが記録され、必ずしも車両模型３０が地面板１０上を過ぎて減速した際に圧力のデータの記録を停止するとは限らない。
【００４２】
ここで、上述したように本体内蔵メモリ６７は、第１の記録容量である２メガバイトを有するので、圧力センサ５０が１２個あって１２チャンネルの圧力のデータが測定されても、これら圧力のデータ全てを記録することができる。また、本体内蔵メモリ６７は、圧力センサ５０からの圧力のデータを第１の記録速度である２３４キロバイト／秒で記録することができるので、これら圧力のデータ全てを適切に記録することができる。
【００４３】
こうしてレール２１の一端部から他端部まで車両模型３０を走行させて、当該車両模型３０に対する計測を終了した後、本体内蔵メモリ６７に記録されたデータは、ＳＤカード部６２に転送され、当該ＳＤカード部６２のマイクロＳＤカード７２に記録される。すなわち、このマイクロＳＤカード７２へのデータの記録は、計測が終了した後に行われる。なお、マイクロＳＤカード７２へのデータの記録は、車両模型３０の停止中に加えて、データロガー６１における圧力のデータの記録を停止後、車両模型３０が地面板１０上を過ぎて減速走行中に行ってもよい。
【００４４】
ここで、上述したようにマイクロＳＤカード７２は、第１の記録容量より大きい第２の記録容量である２ギガバイトを有するので、例えば車両模型３０に対して複数回の風洞試験を行っても、これら試験で測定される圧力のデータ全てを記録することができる。また、マイクロＳＤカード７２は、本体内蔵メモリ６７のデータを第１の記録速度より小さい第２の記録速度である２２キロバイト／秒で記録するため、所定の速度で走行中の車両模型３０で計測される圧力のデータをリアルタイムで記録することはできない。しかしながら、本実施の形態では、本体内蔵メモリ６７の圧力のデータを、車両模型３０の風洞試験の終了後に記録するので、これら圧力のデータをすべて適切に記録することができる。
【００４５】
そして、マイクロＳＤカード７２に所定量のデータが記録されると、当該マイクロＳＤカード７２内のデータは、走行装置２０の外部に設けられたコンピュータに記録される。コンピュータ内では、マイクロＳＤカード７２に記録されたＤＡＴファイルが読み込まれ、ファイルコンバータを用いてＣＳＶファイルに変換される。
【００４６】
以上の実施の形態によれば、移動中の車両模型３０の圧力のデータをデータロガー６１の本体内蔵メモリ６７に一時的に記録し、さらに当該本体内蔵メモリ６７に記録されたデータをＳＤカード部６２のマイクロＳＤカード７２に記録することができる。すなわち、例えば移動中の車両模型３０の圧力を測定する場合、当該車両模型３０の移動中に、圧力のデータを本体内蔵メモリ６７に高速で記録できる。そして、圧力の測定終了後に車両模型３０の停止中に、本体内蔵メモリ６７に記録されたデータをマイクロＳＤカード７２に記録できる。したがって、本実施の形態の記録装置６０は圧力のデータを適切に記録することができる。しかも、マイクロＳＤカード７２は大きい記録容量を有するので、移動中の車両模型３０の圧力を測定する毎に、例えばコンピュータ等にデータを移す必要が無く、複数回のデータを記録することができる。したがって、本実施の形態の記録装置６０は圧力のデータを効率よく記録することができる。
【００４７】
また、データロガー６１は２層構造を有するので、内部に本体内蔵メモリ６７、ＣＰＵ６８、通信回路６９等の回路や電圧供給部７０が配置されていても、データロガー６１を小型化することができる。同様に、ＳＤカード部６２において、不揮発性メモリとして小型のマイクロＳＤメモリ７２が用いられるので、ＳＤカード部６２も小型化することができる。したがって、これらデータロガー６１とＳＤカード部６２を車両模型３０の内部に配置することができ、データロガー６１とＳＤカード部６２において圧力センサ５０で測定されるデータを適切に記録することができる。
【００４８】
以上のように本実施の形態では、記録容量は小さいが記録速度は大きい本体内蔵メモリ６７と、記録容量は大きいが記録速度は小さいマイクロＳＤカード７２とを併用することによって、移動中の車両模型３０の圧力のデータを適切に記録することができる。しかも、データロガー６１とＳＤカード部６２を小型化することができる。したがって、本実施の形態の記録装置６１は、風洞試験のように小型化した車両模型３０を用いる場合に特に有用である。
【００４９】
また、吹出口２ａから吹き出された気体は、平面視において、移動中の車両模型３０の進行方向から異なる方向に流される。すなわち、本実施の形態では、自然風の横風を再現することができる。しかも、吹出口２ａから吹き出された気体は、地面板１０上を流れる。そうすると、本風洞試験では、地面境界層の影響を考慮することができ、すなわち地面からの高さに応じた速度分布を考慮することができる。したがって、本実施の形態によれば、風洞試験を適切に行うことができ、車両模型３０に作用する空気力を適切に評価することができる。
【００５０】
以上の実施の形態において、走行装置２０のレール２１に複数の反射板（図示せず）を設け、車両模型３０にレーザセンサ（図示せず）を設けてもよい。かかる場合、レーザセンサで車両模型３０の位置と走行速度を読み取ることができる。そして、これら車両模型３０の位置及び走行速度を、車両模型３０の圧力と同時に記録することにより、当該圧力と位置及び走行速度とを対応付けることができる。
【００５１】
以上の実施の形態では、電源部８０と受信ユニット９１はキャリッジ２３に設けられていていたが、車両模型３０の内部に設けられていてもよい。また、記録装置６０は車両模型３０の内部に設けられていたが、キャリッジ２３に設けられていてもよい。なお、圧力センサ５０、記録装置６０、電源ユニット８０及び受信ユニット９１がすべて車両模型３０内に配置されるのが最も好ましい。
【００５２】
また、以上の実施の形態では、車両模型３０の物理量として圧力を測定する場合について説明したが、他の物理量を測定して記録してもよい。例えば加速度、空気力等も測定して記録してもよい。
【００５３】
また、以上の実施の形態では、本実施の形態にかかる記録装置６０を用いた風洞試験について説明したが、当該記録装置６０は、移動中の被測定体の物理量を測定する他の試験に広く用いることができる。例えば車両の衝突実験等にも用いることができる。
【００５４】
また、以上の実施の形態の風洞試験では、車両模型３０が平地を走行する場合について説明したが、例えば車両模型３０が橋梁や築堤上を走行する場合など、走行条件を変更した風洞試験にも本発明を適用することができる。
【００５５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、移動中の被測定体の物理量を記録する際、特に風洞試験において、移動中の被測定体の物理量を記録する際に有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 風洞試験装置
２ 風洞
２ａ 吹出口
３ 風洞測定部
１０ 地面板
１０ａ スリット
１１ ターンテーブル
２０ 走行装置
２１ レール
２２ タイミングベルト
２３ キャリッジ
２４ 駆動部
２５ 支柱
３０ 車両模型
４０ 圧力孔
５０ 圧力センサ
６０ 記録装置
６１ データロガー
６２ ＳＤカード部
６３〜６５ 基板
６６ 支持部材
６７ 本体内蔵メモリ
６８ ＣＰＵ
６９ 通信回路
７０ 電圧供給部
７１ 基板
７２ マイクロＳＤカード
７３ コネクタ
８０ 電源部
９０ 無線リレーインターフェイス部
９１ 受信ユニット
９２ 送信ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動中の被測定体の物理量を記録する記録装置及び当該記録装置を用いた風洞試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄道車両の軽量化や走行時の高速化が進められていることに伴い、鉄道車両の走行安全性を確保する観点から、強風時、特に横風に対する鉄道車両の空気力学特性を把握することが重要視されている。かかる空気力学特性を把握する上で、鉄道車両に作用する空気力の評価は、例えば鉄道車両の縮尺模型を用いた風洞試験で行われている。
【０００３】
鉄道車両の横風に対する風洞試験において、この横風を鉛直方向に一様な流れの一様流と仮定すると、車両模型を静止させた状態で試験を行っても、横風の風速と風向を調整することで、車両模型を走行させた状態と物理的に等価な試験を行うことができる。一方、実際には地面境界層の影響を考慮する必要があり、一様流とは状況が異なる。すなわち、自然風には地面からの高さに応じた速度分布が存在する。かかる場合に車両模型を静止させた状態で試験を行うと、鉛直方向に風速と風向が変化するねじれた横風を再現する必要がある。しかしながら、このような横風を再現するのは現実的には困難である。そこで、より厳密に近い状況で空気力を評価するため、車両模型を走行させた状態で風洞試験を行う必要がある。
【０００４】
また、風洞試験では、上記空気力の評価として車両模型に作用する圧力などの物理量が測定されて記録される。この記録装置としては、例えばデータロガー等が用いられる。例えば特許文献１には、内部メモリを備えたデータロガーと、さらにデータロガーに接続されたリムーバブルメディアとを備えたものが提案されている。かかる場合、測定された物理量のデータは、データロガーの内部メモリを介して、リムーバブルメディアに記録される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３０７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された内部メモリとリムーバブルメディアには、それぞれフラッシュメモリ等の不揮発性メモリが使用されている。かかる不揮発性メモリの記録速度は遅いのに対し、上述した車両模型を走行させた状態での風洞試験では、大量のデータを短時間で記録しなければならない。このため、従来の記録装置では、移動中の被測定体の物理量を適切に記録することができない場合があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、移動中の被測定体の物理量を測定し、当該測定された物理量を適切且つ効率よく記録することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、移動中の被測定体の物理量が測定され、当該測定された物理量を記録する記録装置であって、第１の記録容量を有し、前記測定された物理量のデータを第１の記録速度で記録する揮発性メモリを備えた第１の記録部と、前記第１の記録部に接続され、且つ第１の記録容量より大きい第２の記録容量を有し、前記揮発性メモリに記録されたデータを前記第１の記録速度より小さい第２の記録速度で記録する不揮発性メモリを備えた第２の記録部と、を有し、前記第１の記録部と前記第２の記録部は、被測定体に設けられていることを特徴としている。なお、例えば第１の記録容量は２メガバイトであり、第２の記録容量は２ギガバイトである。また、例えば第１の記録速度は２３４キロバイト／秒であり、第２の記録速度は２２キロバイト／秒である。
【０００９】
本発明によれば、移動中の被測定体の物理量のデータを第１の記録部の揮発性メモリに一時的に記録し、さらに当該揮発性メモリに記録されたデータを第２の記録部の不揮発性メモリに記録することができる。すなわち、例えば移動中の被測定体の物理量を測定する場合、当該被処理体の移動中に、物理量のデータを揮発性メモリに高速で記録できる。そして、物理量の測定終了後に、揮発性メモリに記録されたデータを不揮発性メモリに記録できる。したがって、本発明の記録装置は物理量のデータを適切に記録することができる。しかも、不揮発性メモリは大きい記録容量を有するので、被測定体の物理量を測定する毎に、例えばコンピュータ等にデータを移す必要が無く、複数回のデータを記録することができる。したがって、本発明の記録装置は物理量のデータを効率よく記録することができる。
【００１０】
前記第１の記録部は２層構造を有し、第１層目の基板上には、前記揮発性メモリが配置され、第２層目の基板上には、外部から供給される電圧を安定化させる電圧調整部が配置されていてもよい。
【００１１】
前記被測定体は、鉄道車両を所定の縮尺比率で小型化した模型であり、前記第１の記録部と前記第２の記録部は、前記被測定体の内部に設けられていてもよい。
【００１２】
別な観点による本発明は、前記記録装置を用いた風洞試験方法であって、被測定体には、移動中の被測定体の物理量を測定する物理量センサが設けられ、送風されている気体中に被測定体を移動させ、当該気体を受けた被測定体の物理量を前記物理量センサによって測定する第１の工程と、前記測定された物理量のデータを前記揮発性メモリに一時的に記録する第２の工程と、前記揮発性メモリに記録されたデータを転送して前記不揮発性メモリに記録する第３の工程と、を有することを特徴としている。
【００１３】
前記第１の工程と前記第２の工程は、被測定体の移動中に行われ、前記第３の工程は、被測定体の停止中に行われてもよい。
【００１４】
移動中の被測定体の進行方向は、平面視において、前記気体に対して任意の方向をとることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、移動中の被測定体の物理量を測定し、当該測定された物理量を適切且つ効率よく記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】風洞試験装置の構成の概略を示す平面図である。
【図２】風洞試験装置の構成の概略を示す側面図である。
【図３】走行装置の構成の概略を示す平面図である。
【図４】走行装置の構成の概略を示す側面図である。
【図５】車両模型の構成を模式的に示した説明図である。
【図６】圧力センサ、記録装置、電源部及び無線リレーインターフェイス部の関係を模式的に示した説明図である。
【図７】データロガーの内部構成の概略を示す側面図である。
【図８】ＳＤカード部の構成の概略を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本実施の形態では、本発明にかかる記録装置を用いた風洞試験方法について説明する。
【００１８】
本実施の形態の風洞試験は、図１及び図２に示す風洞試験装置１を用いて行われる。風洞試験装置１は、風洞２と開放型の風洞測定部３を有している。風洞２の風洞測定部３側の端部には、気体として例えば空気を吹き出す吹出口２ａが形成されている。吹出口２ａは、例えば側面視において略矩形状を有している。そして、吹出口２ａから風洞測定部３に向けて気体が吹き出される。
【００１９】
風洞測定部３において、風洞２の吹出口２ａの下流側（図中のＹ方向負方向側）には、地面を模擬する地面板１０が設けられている。また、地面板１０は、吹出口２ａの下端と同じ高さに配置されている。地面板１０は、例えば平面視において略矩形状を有している。また、地面板１０において吹出口２ａに対向する一辺は、少なくとも吹出口２ａの幅より大きい。したがって、吹出口２ａから吹き出される気体は、すべて地面板１０上を流れるようになっている。
【００２０】
地面板１０の中央付近には、後述する走行装置２０を回動させるためのターンテーブル１１が配置されている。ターンテーブル１１は、例えば平面視において円形状を有している。ターンテーブル１１は走行装置２０と連結され、駆動装置（図示せず）によって、ターンテーブル１１と走行装置２０はそれぞれ回動可能に構成されている。なお、この回動角度は、試験条件に合わせて任意に設定することができる。
【００２１】
地面板１０の下方には、車両模型を走行させる走行装置２０が設けられている。走行装置２０は、水平方向に所定の長さ延伸している。また、走行装置２０は、上述したようにターンテーブル１１によって回動自在に構成されている。なお、走行装置２０の所定の長さは、風洞試験装置１を製造する際に任意に設定することができる。
【００２２】
走行装置２０は、図３に示すように平行に延伸する一対のレール２１、２１を有している。一対のレール２１、２１間には、当該レール２１に平行してタイミングベルト２２が設けられている。さらにタイミングベルト２２上には、車両模型を支持するためのキャリッジ２３が設けられている。走行装置２０（レール２１）の両端部には、図１及び図２に示すように例えばモータを内蔵した駆動部２４、２４が設けられている。この駆動部２４、２４によって、タイミングベルト２２が駆動し、当該タイミングベルト２２上のキャリッジ２３がレール２１に沿って移動可能になっている。
【００２３】
なお、走行装置２０における駆動部２４の駆動と停止のタイミング、さらにキャリッジ２３の速度や加速度などの走行パターンの設定は、例えば走行装置２０の外部に設けられたコンピュータ（図示せず）によって行われる。このとき、駆動部２４のエンコーダ出力で、キャリッジ２３の位置と走行速度をコンピュータに記録することができ、走行パターンを認識することができる。
【００２４】
キャリッジ２３の上方には、図４に示すように支柱２５を介して、被測定体としての車両模型３０が固定されている。すなわち、キャリッジ２３と車両模型３０は、レール２１に沿って一体に移動可能になっている。また、走行するキャリッジ２３への気体の流れへの影響を回避し、地面を模擬する地面板１０上を車両模型３０が走行できるようにするため、車両模型３０は地面板１０の上方に配置され、キャリッジ２３は地面板１０の下方に配置されている。そして、地面板１０（ターンテーブル１１）には、支柱２５が通過できるようにスリット１０ａが形成されている。
【００２５】
そして、上述したように走行装置２０がターンテーブル１１によって回動可能に構成されていることで、図１に示すように平面視において、レール２１に沿って移動する車両模型３０の進行方向と、風洞２の吹出口２ａの吹出方向（気体の進行方向）とは異なる方向になる。すなわち、車両模型３０は横風を受ける。そして、例えば進行中の車両模型３０が真横から横風を受けると、当該横風によって車両模型３０に作用する圧力は最大となる。
【００２６】
次に、被測定体としての車両模型３０の構成について説明する。車両模型３０は、図５に示すように一両相当の鉄道車両を所定の縮尺比率、例えば１／６０〜１／４０で小型化した模型である。また、車両模型３０は、鉄道車両を単純化した模型であり、直方体形状を有している。本実施の形態では、縮尺比率が１／６０の場合において、車両模型３０の長さＬが３２５ｍｍ、高さＨが４４ｍｍ、幅Ｗが４６．７ｍｍである。なお、本実施の形態の車両模型３０は鉄道車両を単純化した模型であるが、実際の鉄道車両に近い形状を有する模型を用いてもよい。かかる場合、風洞試験において、鉄道車両の先頭部形状や屋根形状、さらに床下機器の影響を考慮することができる。また、本実施の形態の車両模型３０は単車であるが、複数の車両を有する編成車両を用いてもよい。
【００２７】
風洞試験時、車両模型３０は、車両模型３０の進行方向（図５中の実線矢印）と異なる方向から吹き出される気体（図５の点線矢印）を受ける。そして、車両模型３０の側面には、この気体により車両模型３０に作用する物理量、例えば圧力を測定するための圧力孔４０が形成されている。圧力孔４０は、複数、例えば１２か所に形成されている。また、これら複数の圧力孔４０は、車両模型３０の高さ方向の中心位置に形成されている。なお、本実施の形態の圧力孔４０は１２か所に形成されているが、圧力孔４０の数はこれに限定されない。例えば車両模型３０の高さ方向や、車両模型３０の上面あるいは下面にも複数の圧力孔４０が形成されていてもよい。
【００２８】
次に、風洞試験で用いられる圧力センサ及び記録装置について説明する。図６に示すように車両模型３０の内部には、物理量センサとしての圧力センサ５０が設けられている。圧力センサ５０は、車両模型３０の側面に形成された圧力孔４０に対応して設けられ、本実施の形態では１２個設けられている。各圧力センサ５０は、圧力孔４０から流入する気体によって車両模型３０の側面が受ける圧力を測定することができる。なお、本実施の形態では、車両模型３０の内部において１２個の圧力センサ５０が占めるスペースを縮小するため、４個の圧力センサ５０を１枚の基板（図示せず）上に配置し、当該基板３枚を車両模型３０の内部に設けている。また、圧力センサ５０を作動させるための電圧は、後述するデータロガー６１から供給される。
【００２９】
記録装置６０は、第１の記録部としてのデータロガー６１と、第２の記録部としてのＳＤカード部６２とを有している。データロガー６１は、１２個の圧力センサ５０と接続され、当該圧力センサ５０で測定された圧力のデータを記録する。ＳＤカード部６２は、データロガー６１と接続され、当該データロガー６１に記録されたデータを記録する。これらデータロガー６１とＳＤカード部６２は、車両模型３０の内部に配置されている。すなわち、データロガー６１とＳＤカード部６２は、車両模型３０の内部に配置できるように小型化されている。
【００３０】
データロガー６１は、直方体形状のカバー（図示せず）を有している。車両模型３０の内部にデータロガー６１が配置されるようにするため、カバーは例えば長さが９８ｍｍ、高さが２５ｍｍ、幅が２９ｍｍの大きさを有している。このカバーの内部のデータロガー６１は、図７に示すように２層構造を有している。データロガー６１には、鉛直方向上から順に基板６３、基板６４、基板６５が積層されて配置されている。これら基板６３〜６５は、基板６３、６４の間及び基板６４、６５の間にそれぞれ設けられた支持部材６６によって支持されている。そして、基板６３と基板６４との間及び基板６４と基板６５との間に、それぞれ所定の空間が形成されている。
【００３１】
基板６４は、所定の回路が形成された回路基板である。基板６４上には、揮発性メモリとしての本体内蔵メモリ６７が配置されている。本体内蔵メモリ６７は、第１の記録容量としての２メガバイトの記録容量を有しており、圧力センサ５０で測定された圧力のデータを記録する。また、本体内蔵メモリ６７は、第１の記録速度としての２３４キロバイト／秒の記録速度で圧力のデータを記録する。さらに、基板６４上には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６８と、データロガー６１とＳＤカード部６２と接続するための通信回路６９等が形成されている。
【００３２】
基板６５は、電源ボードである。基板６５上には、外部から供給される電圧を安定化させる電圧供給部７０が配置されている。そして、電圧供給部７０から基板６４上の本体内蔵メモリ６７、ＣＰＵ６８、通信回路６９等の回路に、安定した電圧が供給される。
【００３３】
ＳＤカード部６２は、図８に示すように基板７１を有している。基板７１上には、不揮発性メモリとしてのマイクロＳＤカード７２が配置されている。マイクロＳＤカード７２は、第１の記録容量より大きい第２の記録容量としての２ギガバイトの記録容量を有しており、本体内蔵メモリ６７に記録されたデータを記録する。また、マイクロＳＤカード７２は、第１の記録速度より小さい第２の記録速度としての２２キロバイト／秒の記録速度でデータを記録する。さらに、基板７１上には、ＳＤカード部６２とデータロガー６１を接続するためのコネクタ７３が形成されている。
【００３４】
なお、マイクロＳＤカード７２に記録されたデータは、走行装置２０の外部に設けられたコンピュータ（図示せず）に記録される。このコンピュータは、例えば予め用意された、バイナリファイルをテキストファイルに変換するファイルコンバータを有し、マイクロＳＤカード７２に記録されたＤＡＴファイルを読み込み、ＣＳＶファイルに変換する。
【００３５】
上述したデータロガー６１には、図６に示すように当該データロガー６１に所定の電圧を供給するための電源部８０がさらに接続されている。
【００３６】
また、データロガー６１には、当該データロガー６１における圧力のデータの記録の開始及び停止を指示するための無線リレーインターフェイス部９０が接続されている。無線リレーインターフェイス部９０は、受信ユニット９１と送信ユニット９２を有している。受信ユニット９１はデータロガー６１に接続され、送信ユニット９２は走行装置２０の外部に設けられている。受信ユニット９１と送信ユニット９２間の通信は電波方式で行われる。そして、送信ユニット９２のボタン操作により、受信ユニット９１を介して、データロガー６１におけるデータの記録の開始及び停止のトリガがかけられる。
【００３７】
なお、電源部８０と受信ユニット９１は、キャリッジ２３に設けられる。そして、電源部８０と受信ユニット９１をデータロガー６１と接続するための配線は、それぞれ模型車両３０の底面から引き出され、支柱２５を介して、キャリッジ２３まで配設される。
【００３８】
次に、以上のように構成された風洞試験装置１を用いて行われる車両模型３０に対する風洞試験方法について説明する。
【００３９】
先ず、ターンテーブル１１を回動させることにより、風洞２の吹出口２ａから吹き出される気体が流れる方向に対して、所定の角度まで走行装置２０を回動させる。次に、風洞２の吹出口２ａから風洞測定部３に対して気体を流す。また、走行装置２０において、レール２１の一端部から他端部に向けて、キャリッジ２３及び車両模型３０を移動させる。このとき、車両模型３０は、レール２１の一端部から地面板１０（ターンテーブル１１）まで走行する間に所定の速度、例えば０．１ｍ／秒〜１０ｍ／秒まで加速する。そして、車両模型３０が少なくとも地面板１０（ターンテーブル１１）上を走行する際、すなわち吹出口２ａから吹き出される気体の下流側を走行する際に、車両模型３０が所定の速度で走行する。その後、地面板１０（ターンテーブル１１）を過ぎてからレール２１の他端部まで走行する間に減速して停止する。したがって、車両模型３０が定常とみなせる範囲で気体を受けている際には、当該車両模型３０は所定の一定速度で走行している。
【００４０】
そして、車両模型３０が地面板１０上を所定の速度で走行中に、吹出口２ａから吹き出された気体によって、車両模型３０の側面が受ける圧力を圧力センサ５０で測定する。なお、吹出口２ａから吹き出された気体は、地面板１０上を流れる。そうすると、本風洞試験では、地面境界層の影響を考慮することができ、すなわち地面からの高さに応じた速度分布を考慮することができる。
【００４１】
圧力センサ５０で測定された圧力のデータは、記録装置６０に記録される。具体的には、車両模型３０が所定の速度で走行中に、圧力センサ５０で測定された圧力のデータをデータロガー６１の本体内蔵メモリ６７に一時的に記録する。データロガー６１で圧力のデータの記録を開始するタイミングは、無線リレーインターフェイス部９０の送信ユニット９２のボタン操作により、受信ユニット９１を介して、データロガー６１におけるデータの記録の開始のトリガがかけられる。そして、車両模型３０が地面板１０上を過ぎて減速すると、データロガー６１における圧力のデータの記録を停止する。この記録の停止するタイミングも、送信ニット９２のボタン操作によってトリガがかけられる。このように、データロガー６１では、地面板１０上を所定の速度で走行する車両模型３０にかかる圧力のデータを記録する。なお、風洞試験の条件によっては、圧力のデータの記録可能な時間が限られている場合がある。例えば車両模型３０が低速で走行する場合、この所定の時間において圧力のデータが記録され、必ずしも車両模型３０が地面板１０上を過ぎて減速した際に圧力のデータの記録を停止するとは限らない。
【００４２】
ここで、上述したように本体内蔵メモリ６７は、第１の記録容量である２メガバイトを有するので、圧力センサ５０が１２個あって１２チャンネルの圧力のデータが測定されても、これら圧力のデータ全てを記録することができる。また、本体内蔵メモリ６７は、圧力センサ５０からの圧力のデータを第１の記録速度である２３４キロバイト／秒で記録することができるので、これら圧力のデータ全てを適切に記録することができる。
【００４３】
こうしてレール２１の一端部から他端部まで車両模型３０を走行させて、当該車両模型３０に対する計測を終了した後、本体内蔵メモリ６７に記録されたデータは、ＳＤカード部６２に転送され、当該ＳＤカード部６２のマイクロＳＤカード７２に記録される。すなわち、このマイクロＳＤカード７２へのデータの記録は、計測が終了した後に行われる。なお、マイクロＳＤカード７２へのデータの記録は、車両模型３０の停止中に加えて、データロガー６１における圧力のデータの記録を停止後、車両模型３０が地面板１０上を過ぎて減速走行中に行ってもよい。
【００４４】
ここで、上述したようにマイクロＳＤカード７２は、第１の記録容量より大きい第２の記録容量である２ギガバイトを有するので、例えば車両模型３０に対して複数回の風洞試験を行っても、これら試験で測定される圧力のデータ全てを記録することができる。また、マイクロＳＤカード７２は、本体内蔵メモリ６７のデータを第１の記録速度より小さい第２の記録速度である２２キロバイト／秒で記録するため、所定の速度で走行中の車両模型３０で計測される圧力のデータをリアルタイムで記録することはできない。しかしながら、本実施の形態では、本体内蔵メモリ６７の圧力のデータを、車両模型３０の風洞試験の終了後に記録するので、これら圧力のデータをすべて適切に記録することができる。
【００４５】
そして、マイクロＳＤカード７２に所定量のデータが記録されると、当該マイクロＳＤカード７２内のデータは、走行装置２０の外部に設けられたコンピュータに記録される。コンピュータ内では、マイクロＳＤカード７２に記録されたＤＡＴファイルが読み込まれ、ファイルコンバータを用いてＣＳＶファイルに変換される。
【００４６】
以上の実施の形態によれば、移動中の車両模型３０の圧力のデータをデータロガー６１の本体内蔵メモリ６７に一時的に記録し、さらに当該本体内蔵メモリ６７に記録されたデータをＳＤカード部６２のマイクロＳＤカード７２に記録することができる。すなわち、例えば移動中の車両模型３０の圧力を測定する場合、当該車両模型３０の移動中に、圧力のデータを本体内蔵メモリ６７に高速で記録できる。そして、圧力の測定終了後に車両模型３０の停止中に、本体内蔵メモリ６７に記録されたデータをマイクロＳＤカード７２に記録できる。したがって、本実施の形態の記録装置６０は圧力のデータを適切に記録することができる。しかも、マイクロＳＤカード７２は大きい記録容量を有するので、移動中の車両模型３０の圧力を測定する毎に、例えばコンピュータ等にデータを移す必要が無く、複数回のデータを記録することができる。したがって、本実施の形態の記録装置６０は圧力のデータを効率よく記録することができる。
【００４７】
また、データロガー６１は２層構造を有するので、内部に本体内蔵メモリ６７、ＣＰＵ６８、通信回路６９等の回路や電圧供給部７０が配置されていても、データロガー６１を小型化することができる。同様に、ＳＤカード部６２において、不揮発性メモリとして小型のマイクロＳＤメモリ７２が用いられるので、ＳＤカード部６２も小型化することができる。したがって、これらデータロガー６１とＳＤカード部６２を車両模型３０の内部に配置することができ、データロガー６１とＳＤカード部６２において圧力センサ５０で測定されるデータを適切に記録することができる。
【００４８】
以上のように本実施の形態では、記録容量は小さいが記録速度は大きい本体内蔵メモリ６７と、記録容量は大きいが記録速度は小さいマイクロＳＤカード７２とを併用することによって、移動中の車両模型３０の圧力のデータを適切に記録することができる。しかも、データロガー６１とＳＤカード部６２を小型化することができる。したがって、本実施の形態の記録装置６１は、風洞試験のように小型化した車両模型３０を用いる場合に特に有用である。
【００４９】
また、吹出口２ａから吹き出された気体は、平面視において、移動中の車両模型３０の進行方向から異なる方向に流される。すなわち、本実施の形態では、自然風の横風を再現することができる。しかも、吹出口２ａから吹き出された気体は、地面板１０上を流れる。そうすると、本風洞試験では、地面境界層の影響を考慮することができ、すなわち地面からの高さに応じた速度分布を考慮することができる。したがって、本実施の形態によれば、風洞試験を適切に行うことができ、車両模型３０に作用する空気力を適切に評価することができる。
【００５０】
以上の実施の形態において、走行装置２０のレール２１に複数の反射板（図示せず）を設け、車両模型３０にレーザセンサ（図示せず）を設けてもよい。かかる場合、レーザセンサで車両模型３０の位置と走行速度を読み取ることができる。そして、これら車両模型３０の位置及び走行速度を、車両模型３０の圧力と同時に記録することにより、当該圧力と位置及び走行速度とを対応付けることができる。
【００５１】
以上の実施の形態では、電源部８０と受信ユニット９１はキャリッジ２３に設けられていていたが、車両模型３０の内部に設けられていてもよい。また、記録装置６０は車両模型３０の内部に設けられていたが、キャリッジ２３に設けられていてもよい。なお、圧力センサ５０、記録装置６０、電源ユニット８０及び受信ユニット９１がすべて車両模型３０内に配置されるのが最も好ましい。
【００５２】
また、以上の実施の形態では、車両模型３０の物理量として圧力を測定する場合について説明したが、他の物理量を測定して記録してもよい。例えば加速度、空気力等も測定して記録してもよい。
【００５３】
また、以上の実施の形態では、本実施の形態にかかる記録装置６０を用いた風洞試験について説明したが、当該記録装置６０は、移動中の被測定体の物理量を測定する他の試験に広く用いることができる。例えば車両の衝突実験等にも用いることができる。
【００５４】
また、以上の実施の形態の風洞試験では、車両模型３０が平地を走行する場合について説明したが、例えば車両模型３０が橋梁や築堤上を走行する場合など、走行条件を変更した風洞試験にも本発明を適用することができる。
【００５５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、移動中の被測定体の物理量を記録する際、特に風洞試験において、移動中の被測定体の物理量を記録する際に有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 風洞試験装置
２ 風洞
２ａ 吹出口
３ 風洞測定部
１０ 地面板
１０ａ スリット
１１ ターンテーブル
２０ 走行装置
２１ レール
２２ タイミングベルト
２３ キャリッジ
２４ 駆動部
２５ 支柱
３０ 車両模型
４０ 圧力孔
５０ 圧力センサ
６０ 記録装置
６１ データロガー
６２ ＳＤカード部
６３〜６５ 基板
６６ 支持部材
６７ 本体内蔵メモリ
６８ ＣＰＵ
６９ 通信回路
７０ 電圧供給部
７１ 基板
７２ マイクロＳＤカード
７３ コネクタ
８０ 電源部
９０ 無線リレーインターフェイス部
９１ 受信ユニット
９２ 送信ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動中の被測定体の物理量が測定され、当該測定された物理量を記録する記録装置であって、
第１の記録容量を有し、前記測定された物理量のデータを第１の記録速度で記録する揮発性メモリを備えた第１の記録部と、
前記第１の記録部に接続され、且つ第１の記録容量より大きい第２の記録容量を有し、前記揮発性メモリに記録されたデータを前記第１の記録速度より小さい第２の記録速度で記録する不揮発性メモリを備えた第２の記録部と、を有し、
前記第１の記録部と前記第２の記録部は、被測定体に設けられていることを特徴とする、記録装置。
【請求項２】
前記第１の記録部は２層構造を有し、
第１層目の基板上には、前記揮発性メモリが配置され、
第２層目の基板上には、外部から供給される電圧を安定化させる電圧調整部が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記被測定体は、鉄道車両を所定の縮尺比率で小型化した模型であり、
前記第１の記録部と前記第２の記録部は、前記被測定体の内部に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の記録装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の記録装置を用いた風洞試験方法であって、
被測定体には、移動中の被測定体の物理量を測定する物理量センサが設けられ、送風されている気体中に被測定体を移動させ、当該気体を受けた被測定体の物理量を前記物理量センサによって測定する第１の工程と、
前記測定された物理量のデータを前記揮発性メモリに一時的に記録する第２の工程と、
前記揮発性メモリに記録されたデータを転送して前記不揮発性メモリに記録する第３の工程と、を有することを特徴とする、風洞試験方法。
【請求項５】
前記第１の工程と前記第２の工程は、被測定体の移動中に行われ、
前記第３の工程は、被測定体の停止中に行われることを特徴とする、請求項４に記載の風洞試験方法。
【請求項６】
移動中の被測定体の進行方向は、平面視において、前記気体に対して任意の方向であることを特徴とする、請求項４又は５に記載の風洞試験方法。
【請求項１】
移動中の被測定体の物理量が測定され、当該測定された物理量を記録する記録装置であって、
第１の記録容量を有し、前記測定された物理量のデータを第１の記録速度で記録する揮発性メモリを備えた第１の記録部と、
前記第１の記録部に接続され、且つ第１の記録容量より大きい第２の記録容量を有し、前記揮発性メモリに記録されたデータを前記第１の記録速度より小さい第２の記録速度で記録する不揮発性メモリを備えた第２の記録部と、を有し、
前記第１の記録部と前記第２の記録部は、被測定体に設けられていることを特徴とする、記録装置。
【請求項２】
前記第１の記録部は２層構造を有し、
第１層目の基板上には、前記揮発性メモリが配置され、
第２層目の基板上には、外部から供給される電圧を安定化させる電圧調整部が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記被測定体は、鉄道車両を所定の縮尺比率で小型化した模型であり、
前記第１の記録部と前記第２の記録部は、前記被測定体の内部に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の記録装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の記録装置を用いた風洞試験方法であって、
被測定体には、移動中の被測定体の物理量を測定する物理量センサが設けられ、送風されている気体中に被測定体を移動させ、当該気体を受けた被測定体の物理量を前記物理量センサによって測定する第１の工程と、
前記測定された物理量のデータを前記揮発性メモリに一時的に記録する第２の工程と、
前記揮発性メモリに記録されたデータを転送して前記不揮発性メモリに記録する第３の工程と、を有することを特徴とする、風洞試験方法。
【請求項５】
前記第１の工程と前記第２の工程は、被測定体の移動中に行われ、
前記第３の工程は、被測定体の停止中に行われることを特徴とする、請求項４に記載の風洞試験方法。
【請求項６】
移動中の被測定体の進行方向は、平面視において、前記気体に対して任意の方向であることを特徴とする、請求項４又は５に記載の風洞試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８８２９７（Ｐ２０１３−８８２９７Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９３４９（Ｐ２０１１−２２９３４９）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】（５９９０３２３４９）株式会社テス (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】（５９９０３２３４９）株式会社テス (15)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]