日本工業規格
JIS
E
5002
-1991
鉄道車両用空気圧縮機−
試験方法
Air compressors for railway rolling stock
−Test methods
1.
適用範囲 この規格は，鉄道車両に用いる往復動式及び回転式の空気圧縮機（以下，圧縮機という。）
の性能試験方法について規定する。
備考1. この規格の引用規格を，次に示す。
JIS B 8341
容積形圧縮機の試験及び検査方法
JIS C 1502
普通騒音計
JIS Z 8731
騒音レベル測定方法
2.
この規格の中で { } を付けて示してある単位及び数値は，従来単位によるものであって，
参考として併記したものである。
2.
用語の定義 この規格で用いる主な用語の定義は，次のとおりとする。
(1)
標準吸込状態 圧縮機が温度 20℃，絶対圧力 101.325kPa {760mmHg}，関係湿度 65%の湿り空気を吸
い込む場合の吸込状態。ただし，標準吸込状態で空気 1m
3
の質量は 1.20kg とみなす。
(2)
吐出し空気量 吐き出した空気量を吸込状態（大気圧 P
a
，吸込空気温度 t
s
）の体積に換算したもの。
(3)
空気の圧力 空気が及ぼす圧力。静圧は，流れに平行な壁の表面に垂直に開けた穴で，これを測定す
る。
3.
試験項目 圧縮機の試験項目は，ピストンの油漏れ試験，温度上昇試験，体積効率試験，空気漏れ試
験，アンローダ試験及び騒音試験とする。
4.
試験装置及び測定器具
4.1
試験装置 試験装置は，原則として，ノズル，オリフィス又は四分円ノズルを用いる試験の場合に
は
付図 1，装気法の場合には付図 2，空気漏れ試験及びアンローダ試験の場合には付図 3 による。
4.2
接続管 接続管は，できるだけ曲がり，絞り，その他圧力損失の原因となるものを避け，圧縮機の
吐出し口と空気タンクとを接続する管の長さは，気柱の共振を起こさないように選ばなければならない。
共振を起こさない接続管の長さは，式(1)∼(1
″)で表す。
L
P1
≦10
A
V
N
c
P
−
（1 次の共振を起こす長さより短く選ぶ場合） (1)
L
P2
＝ (20∼40)
A
V
N
c
P
−
（1 次及び 2 次の共振を起こす長さの間に選ぶ場合）
2
E 5002-1991
(1
′
)
L
P3
＝ (50∼70)
A
V
N
c
P
−
（2 次及び 3 次の共振を起こす長さの間に選ぶ場合）
(1
″
)
ここに，
L
P1
,
L
P2
,
L
P3
：
共振を起こさない接続管の長さ (m)
c
：
管中の音速 (m/s)
N
：
毎分吐出し回数
V
P
：
圧縮機内の吐出し弁から圧縮機出口の接続管までの体
積 (m
3
)
A
：
管の断面積 (m
2
)
なお，抵抗損失が少ない共振防止装置を管路に取り付け，管路全域にわたって共振をなくすことができ
るならば，管路の長さは任意に選ぶことができる。
4.3
負荷用空気タンク 負荷用空気タンク（付図 1 及び付図 2 参照）の体積は，式(2)による。
V
r
≧
a
a
R
V
200
(2)
ここに，
V
r
：
負荷用空気タンクの体積
(m
3
)
V
a
：
最終段のピストンの行程容積
(m
3
)
R
a
：
最終段の圧力比＝最終段の吐出し絶対圧力／最終段の吸込絶
対圧力
4.4
空気量測定用管路 内面が滑らかな円形断面の真っすぐな管で，その長さは，内径
D
の
12
倍以上と
する。ただし，入口から
1D
の箇所に直径
0.6D
の緩衝板を管路と同心に設ける場合には，その長さを
7D
まで短縮することができる（
付図 1 参照）。
4.5
空気量測定用器具 空気量の測定には，次によるノズル，オリフィス，四分円ノズル又は測定用空
気タンクを用いる。
(1)
ノズル 空気量の測定に用いるノズルは，JIS B 8341 による。
(2)
オリフィス 空気量の測定に用いるオリフィスは，JIS B 8341 による。
(3)
四分円ノズル 空気量の測定に用いる四分円ノズルは，空気量測定用管路と同心に設けた円孔で，そ
の形状及び寸法は
図 1 のとおりとし，その絞り面積比
β
2
＝
2
)
(
D
d
と丸みの割合
d
r
との関係は，5.2.2 に示
す
表 1 による。
四分円ノズルの内面は，十分滑らかに仕上げ，その内径
d
の許容差は±
0.001d
とする。
図 1 四分円ノズル
(4)
測定用空気タンク 大気圧から規定圧力まで上げるのに
3
分間以上の時間を要する大きさのものとす
3
E 5002-1991
る（
付図 2 参照）。
4.6
ノズル又はオリフィスの大きさ ノズル又はオリフィスの大きさは，測定圧力差が
490Pa {50mmAq}
以上となるように選ぶのがよい。
4.7
U
字形液柱計 ノズル又はオリフィスの直前と直後との圧力差の測定は，一般に
U
字形液柱計を用
い，その液体には水を用いる。ただし，水の比重は，温度
0
∼
40
℃で
1.0
とみなす。
U
字形液柱計のガラス管の内径は
6
∼
12mm
とし，左右ほぼ等しく一様でなければならない。
4.8
圧力計 吐出し圧力の測定には，あらかじめ校正されたブルドン管圧力計を用いる。その大きさは，
なるべく指定圧力の
1.5
倍以上
2
倍以下の最高目盛をもつものとする。
4.9
温度測定器具 温度の測定には，あらかじめ校正された
1
℃以下の目盛をもつ水銀温度計，アルコー
ル温度計，電気抵抗温度計又は熱電対を用いる。気流の温度を計る場合の温度計の先端又は熱電対の熱接
点は，気流中に直接突出させなければならない［
図 2(a)参照］。温度計が破損するおそれがある場合には，
水，油又は水銀入り保護管を用いても差し支えない［
図 2(b)参照］。保護管の内径は，温度計の外径のほぼ
2
倍とする。
図 2 温度計の取付け方
4.10
大気圧及び湿度測定器具 大気圧の測定には，フォルタン気圧計又はあらかじめ校正されたアネロ
イド気圧計を用い，湿度の測定には，乾湿球湿度計を用いる。
4.11
回転計 回転速度の測定には，あらかじめ校正された直読回転計，積算回転計，電気回転計などを
圧縮機の種類に応じて選択使用する。直読回転計及び電気回転計の最大目盛は，測定しようとする回転速
度の
3
倍以下とする。
4.12
騒音計 騒音の測定に用いる計器は，JIS C 1502 による。
5.
測定方法
4
E 5002-1991
5.1
圧縮機の性能測定 圧縮機の性能測定は，定格負荷圧力及び定格回転速度で行う。
5.2
空気量の測定
5.2.1
ノズル又はオリフィスによる測定 空気量測定用管路内のレイノルズ数が図 3 の適用範囲にある
場合には，JIS B 8341 に規定するノズル及びオリフィスを用いた測定方法による。
レイノルズ数
R
D
は，式(3)によって算出する。
v
D
R
m
D
υ
＝
(3)
ここに，
υ
m
： 管路内の空気の平均流速 (m/s)
D
： 管路の内径 (m)
v
： 空気の動粘性係数 (m
2
/s)
図 3 レイノルズ数 R
D
の限界値
5.2.2
四分円ノズルによる測定
空気量測定用管路内のレイノルズ数が
表 1
の許容範囲内にある場合に
は，四分円ノズルを用いて測定する（
付図 1
参照）
。
なお，レイノルズ数が
図 3
の適用範囲内にある場合には，四分円ノズル，
JIS B 8341
に規定するノズル
又はオリフィスのいずれかを用いて測定してもよい。
表 1 各種絞り面積比に対する四分円ノズルの特性及びその適用範囲
レイノルズ数 R
D
の許容範囲
形状
絞り面積比
β
2
丸みの割合
d
r
平均流量係数
α
下限
上限
0.16 0.112 0.792 650 140
000
0.25 0.135 0.830 330 240
000
完全四分円ノズル
0.36 0.208 0.903 300 270
000
(1)
吐出し空気質量
吐出し空気質量は，式
(4)
で算出する。
)
(
2
60
2
1
P
P
A
W
−
γ
αε
＝
(4)
5
E 5002-1991
ここに，
W
：
吐出し空気質量 (kg/min)
A
：
円孔面積=
4
π
d
2
(m
2
)
α
：
流量係数
ε
：
空気の膨張修正係数
γ
：
四分円ノズル直前の空気の単位体積質量 (kg/m
3
)
P
1
−P
2
：
四分円ノズルの直前と直後との圧力差 (Pa)。ただし，圧
力差は P
1
−P
2
を水柱で測定した値 h (Pa) を用いてもよ
い。
参考として，従来単位による式を，次に示す。
)
'
'
(
2
60
'
2
1
P
P
g
A
W
−
γ
αε
＝
ここに，
g
：
自由落下の加速度＝9.81 (m/s
2
)
P
1
'
−P
2
'
：
四分円ノズルの直前と直後との圧力差 {kgf/m
2
}
ただし，圧力差は，P
1
'
−P
2
'
を水柱で測定した値 h'
{mmAq}
を用いてもよい。
(2)
流量係数 流量係数
α
の絞り面積比
β
2
に対する値は，
表 1 による。
(3)
修正係数 空気の膨張修正係数
ε
の絞り面積比
β
2
と P
2
/P
1
とに対する値は，
図 4 による。
(4)
吐出し空気質量の吸込状態への換算 圧縮機の吐出し空気質量 W を吸込状態（大気圧 P
a
，吸込空気
温度 t
s
，空気の単位体積質量
γ
s
）
，又は標準吸込状態での空気量に換算する場合は，式(5)による。
s
s
W
Q
γ
＝
又は
20
.
1
W
Q
st
＝
(5)
ここに，
Q
s
：
吸込状態に換算した空気量 (m
3
/min)
Q
st
：
標準吸込状態に換算した空気量 (m
3
/min)
図 4 四分円ノズルの修正係数
5.2.3
装気法による測定
負荷用空気タンクを定格負荷圧力に保ちながら，測定用空気タンクを負荷圧力
よりほぼ 100kPa {1.0kgf/cm
2
}
低い圧力まで充てんし，吐出し空気量を式
(6)
で算出する（
付図 2
参照）
。
6
E 5002-1991
c
a
s
c
c
c
T
P
T
P
V
Q
×
×
×
＝
(6)
ここに，
Q
c
：
総吐出し空気量 (m
3
)
V
c
：
測定用空気タンクの体積 (m
3
)
P
c
：
測定用空気タンクのゲージ圧力 (Pa)
P
a
：
大気圧 (Pa) ＝132.9
B
ただし，
B
は気圧計の読み (mmHg)
を示す。
T
s
：
吸込大気温度 (
°K) ＝273＋
t
s
T
c
：
測定用空気タンク内の空気温度 (
°K) ＝273＋
t
c
参考として，従来単位による式を，次に示す。
c
a
s
c
c
c
T
P
T
P
V
Q
×
×
×
'
'
'
＝
ここに，
P
c
'
： 測定用空気タンクのゲージ圧力 {kgf/m
2
}
P
a
： 大気圧 {kgf/m
2
}
＝13.55
B
ただし，
B
は気圧計の読み
(mmHg)
を示す。
5.3
圧力の測定
ノズル，オリフィス及び四分円ノズルの圧力差の測定は，少なくともその
100
1
まで読み
取る。
ブルドン管圧力計の指針の動揺，又は水銀柱計の指針の動揺が激しい場合は，誤差が起きない程度にゲ
ージコック又は連絡管を絞っても差し支えない。
5.4
温度の測定
温度を測定する場合は，壁からの熱伝導及び付近からの熱放射の影響を受けないよう
にする。
5.5
回転数の測定
積算回転計を用いる場合には，測定時間は 30 秒間以上とする。
5.6
騒音の測定
圧縮機の騒音の測定は，
JIS Z 8731
に準じて行い，騒音レベルは，その音の大小に関
係なく，騒音計の聴感補正回路の A 特性で測る。
なお，必要に応じて，B 特性又は C 特性で測っておくのが望ましい。測定値には，用いた特性名を付記
する。
例
80dB
(A)
，90dB (C)
6.
性能試験
6.1
ピストンの油漏れ試験
往復圧縮機の場合には，シリンダヘッドを取り外し，定格回転速度で 30 分
間運転し，ピストン頂面への油漏れを測定する。
6.2
温度上昇試験
圧縮機を定格負荷圧力及び定格回転速度で 30 分間運転の後，軸受，弁箱及びシリン
ダ体の温度上昇を測定する。
軸受の温度は，軸受部の外側又は潤滑油中で測定し，弁箱の温度は，吐出し弁部の外側で測定する。
また，シリンダ体の温度は空冷の場合外面で測定し，水冷の場合必要に応じて冷却水の出入口で測定す
る。
なお，強制潤滑をする圧縮機の場合には，必要に応じてその油圧を測定する。
6.3
体積効率試験
圧縮機を定格負荷圧力及び定格回転速度で 30 分間運転の後，式
(7)
又は式
(8)
によっ
て体積効率を求める。
(1)
ノズル又はオリフィスを用いる場合
100
×
×
n
n
n
N
V
Q
＝
υ
η
(7)
7
E 5002-1991
ここに，
η
υn
：
体積効率 (%)
V
：
ピストンの行程容積 (m
3
/
回転)
N
n
：
クランク軸回転速度 (r/min)
Q
n
：
毎分吐出し空気量 (m
3
/min)
(2)
装気法による場合
100
×
×
c
c
c
N
V
Q
＝
υ
η
(8)
ここに，
η
υc
：
体積効率 (%)
V
：
ピストンの行程容積（m
3
/
回転）
N
c
：
クランク軸総回転数
Q
c
：
総吐出し空気量 (m
3
)
6.4
空気漏れ試験
漏れ空気タンク（
付図 3
参照）に定格負荷圧力を込めた後，吐出し弁の空気漏れを
測定する。
6.5
アンローダ試験
指定圧力範囲で作動状況及び作動圧力
(
1
)
並びにその復帰圧力
(
2
)
を測定する。
また，アンローダが作動している場合，空気タンクの圧力が上昇しないことを調べる。
注(
1
)
空気タンクの圧力が上昇したとき，圧縮機が吐出しを止めるようにアンローダが作動する圧力
をいう。
(
2
)
空気タンクの圧力が降下したとき，再び圧縮機が吐出しを始めるようにアンローダが作動する
圧力をいう。
6.6
騒音試験
騒音試験は，圧縮機の使用状態又はそれに近い状態で，次によって行う。
(1)
騒音の測定位置は，圧縮機表面から 1.5m 離れた任意の数点とし，その最大値を測定する。
(2)
運転直前に試験場内の騒音を測定し，それが圧縮機騒音より 6dB 以上低いことを確かめる。運転中，
圧縮機に近い壁際での騒音は，圧縮機のそれより 6dB 以上低いことを確かめる。
7.
試験成績の記録
試験によって得た測定値は，試験成績表に記入する。この表には，圧縮機の製造業
者名，形式，製品番号，仕様及びこれに対する試験成績，試験方法，伝動方法，試験年月日，試験者名，
試験に用いた原動機に関する事項などを明記する。試験成績表の例を
付表 1
及び
付表 2
に示す。
付図 1 ノズル，オリフィス又は四分円ノズルを用いる場合の試験装置
8
E 5002-1991
付図 2 装気法の場合の試験装置
付図 3 空気漏れ及びアンローダ試験装置
9
E 5002-1991
付表 1 鉄道車両用空気圧縮機試験成績（ノズル，オリフィス又は四分円ノズルを用いる場合）
注文者
製品番号
試験番号
試験施行
年 月 日
圧縮機仕様
電動機仕様
形式
シリンダ直径 (mm)
×行程 (mm)
形式
出力 (kW)
相極
段数
定格負荷圧力 (kPa) {kgf/cm
2
}
周波数 (Hz)
電圧 (V)
電流 (A)
回転速度 (r/min)
ピストンの行程容積 (l/min)
回転速度 (r/min)
製造業者
製品番号
伝動方法
(1)
温度上昇試験（負荷空気圧力） (kPa) / {kgf/cm
2
}
圧縮機
電動機
温度(℃)
運転状態
回転速度
(r/min)
潤滑油圧力
(kPa)
{kgf/cm
2
}
シリンダ体
弁箱
軸受
大気
電圧
(V)
電流
(A)
無負荷運転
開始後
分後
分後
分後
負
荷
運
転
分後
(2)
体積効率試験
測定番号
項目
単位
1 2 3
負荷空気圧力 kPa
{kgf/cm
2
}
圧力
P
a
kPa
{mmHg}
温度
t
s
℃
湿球温度
℃
大
気
湿度
%
圧力差
h
Pa
{mmAq}
温度
t
n
℃
測
定
管
路
ノズル（オリフィス）口径
d
cm
圧力
P
i
kPa
{kgf/cm
2
}
入口
t
i1
℃
中
間
冷
却
器
空気温度
出口
t
i2
℃
吸込状態に換算した空気量
Q
s
l/min
回転速度
N
n
r/min
体積効率
η
vn
%
指定状態に換算した空気量
Q
l/min
(3)
ピストンの油漏れ試験
摘要（ノズル，オリフィス，四分円ノズルの区別）
(4)
空気漏れ試験
(5)
アンローダ試験 作動圧力
(kPa) {kgf/cm
2
}
復帰圧力
(kPa) {kgf/cm
2
}
(6)
騒音試験
(dB)
始動時刻
停止時刻
試験者
製造業者
10
E 5002-1991
付表 2 鉄道車両用空気圧縮機試験成績表（装気法の場合）
注文者
製品番号
試験番号
試験施行
年 月 日
圧縮機仕様
電動機仕様
形式
シリンダ直径 (mm)
×行程 (mm)
形式
出力 (kW)
相極
段数
定格負荷圧力 (kPa) {kgf/cm
2
}
周波数 (Hz)
電圧 (V)
電流 (A)
回転速度 (r/min)
ピストンの行程容積 (l/min) 回転速度 (r/min)
製造業者
製造番号
伝動方法
(1)
温度上昇試験（負荷空気圧力） (kPa)/ {kgf/cm
2
}
圧縮機
電動機
温度(℃)
運転状態
回転速度
(r/min)
潤滑油圧力
(kPa)
{kgf/cm
2
}
シリンダ体
弁箱
軸受
大気
電圧
(V)
電流
(A)
無負荷運転
開始後
分後
分後
分後
負
荷
運
転
分後
(2)
体積効率試験
測定番号
項目
単位
1 2 3
負荷空気圧力 kPa
{kgf/cm
2
}
圧力
P
a
kPa{mmHg}
温度
t
s
℃
湿球温度
℃
大
気
湿度
%
体積
V
c
l
圧力
P
c
kPa
{kgf/cm
2
}
空
気
タ
ン
ク
測
定
用
温度
t
c
℃
圧力
P
i
kPa
{kgf/cm
2
}
入口
t
i1
℃
中
間
冷
却
器
空気温度
出口
t
i2
℃
吸込状態に換算した空気量
Q
c
l
総回転数
N
c
装気時間
T
s
体積効率
η
vc
%
指定状態に換算した空気量
Q
l
(3)
ピストンの油漏れ試験
摘要
(4)
空気漏れ試験
(5)
アンローダ試験 作動圧力
(kPa) {kgf/cm
2
}
復帰圧力
(kPa) {kgf/cm
2
}
(6)
騒音試験
(dB)
始動時刻
停止時刻
試験者
製造業者
11
E 5002-1991
鉄道部会車両基本専門委員会 構成表
氏名
所属
（委員会長）
三 品 勝 暉
財団法人鉄道総合技術研究所
青 柳 桂 一
通商産業省機械情報産業局
高 重 尚 文
運輸省大臣官房国有鉄道改革推進部
小 杉 昭 夫
運輸省地域交通局陸上技術安全部
大 川 浩 平
日本車輌製造株式会社
東 捷 敏
三菱電機株式会社
岡 田 安 弘
近畿車輌株式会社
駒 澤 信 勝
三菱重工業株式会社
鈴 木 常 之
株式会社日立製作所
鈴 木 光 雄
住友金属工業株式会社
松 隈 道 雄
株式会社東芝
丸 嶋 一 休
川崎重工業株式会社
天 沼 正 雄
社団法人日本民営鉄道協会
小笠原 静 夫
社団法人日本鉄道車輌工業会
藤 田 邦 隆
東海旅客鉄道株式会社
沼 野 稔 夫
東日本旅客鉄道株式会社
橋 本 光 明
東京急行電鉄株式会社
松 井 康 平
名古屋鉄道株式会社
香 本 芳 正
西日本旅客鉄道株式会社
浅 田 時 則
社団法人日本鉄道車輌工業会
（事務局）
藤 田 富 男
工業技術院標準部機械規格課
社団法人 日本鉄道車輌工業会 国内規格対策小委員会 構成表
氏名
所属
（委員長）
湯 川 靖 司
近畿車輌株式会社車両事業本部
伊 東 厚
工業技術院標準部運輸航空規格室
粕 谷 勲
運輸省地域交通局
畑 正
東日本旅客鉄道株式会社運輸車両部
石 川 栄
東海旅客鉄道株式会社新幹線鉄道事業本部車両部
安 井 宏 志
西日本旅客鉄道株式会社車両部
天 沼 正 雄
社団法人日本民営鉄道協会技術部
浅 海 總 一
東京急行電鉄株式会社車両部
操 田 浩
阪急電鉄株式会社車両部
小 林 善一郎
帝都高速度交通営団車両部
鈴 木 常 之
株式会社日立製作所機電事業本部交通システム部
加 川 正 裕
川崎重工業株式会社車両事業部東京設計部
佐々木 和 雄
三菱電機株式会社交通システム計画部
田 辺 勝
株式会社新潟鉄工所大山工場
近 藤 昭 次
日本エヤーブレーキ株式会社車両事業部
関 谷 守
日本車輌製造株式会社鉄道車両本部技術部
漆 原 昭
住友金属工業株式会社製鋼所鉄道車両品部
大 手 靖 之
株式会社東芝府中工場交通システム部
野 口 善 弘
東急車輌製造株式会社本社車両工場車両設計部
長 田 緊 一
東洋電機製造株式会社鉄道本部技術部
岡 田 安 弘
近畿車輛株式会社車両事業本部
（事務局）
浅 田 時 則
社団法人日本鉄道車輌工業会