(57)【要約】【課題】簡単な構造によって移動体の先頭部からの気流のはく離を抑制することができる移動体の気流はく離抑制構造を提供する。【解決手段】はく離抑制部６は、車両２の車体端面３ａに衝突した気流Ｆをこの車両２の車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに導くことによって、この車両２の先頭部からの気流Ｆのはく離を抑制する。車両２がＸ軸方向に走行すると、車両２の車体端面３ａに衝突した気流Ｆが通気部７Ａ〜７Ｃの流入口７ａ，７ｄから流入し、管路７ｃ，７ｆを通過して流出口７ｂ，７ｅから流出する。このため、通気部７Ａ〜７Ｃから車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに気流Ｆが導かれて、これらの表面に沿って気流Ｆが流れる。その結果、車両２の車体端面３ａに衝突した気流Ｆがはく離して車両２の先頭部の見かけの断面積が増加するのを抑制し、トンネルなどの固定構造物内に車両２が突入するときに発生する圧力変動が低減される。【選択図】図１
2010228562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体が移動するときにこの移動体の先頭部からの気流のはく離を抑制する移動体の気流はく離抑制構造であって、
前記移動体の前面に衝突した気流をこの移動体の側面に導くことによって、この移動体の先頭部からの気流のはく離を抑制するはく離抑制部を備え、
前記はく離抑制部は、前記移動体を貫通してこの移動体の前面からこの移動体の側面に前記気流を通過させる通気部を備えること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記通気部は、前記移動体の前構体から側構体に前記気流を通過させること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記通気部は、前記移動体の前構体から側窓に前記気流を通過させること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記通気部は、前記移動体の前面窓から側窓に前記気流を通過させること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記通気部は、前記移動体の前面窓から側構体に前記気流を通過させること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、前記移動体の前面に衝突した気流を前記通気部に誘導する誘導部を備えること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項７】
請求項６に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記誘導部は、前記通気部の流入口付近に配置されており前記移動体の前面から突出すること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記誘導部は、前記移動体の移動方向に幅方向が一致し、前記移動体の左右方向に厚さ方向が一致する板状部を備えること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項９】
請求項６又は請求項７に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記誘導部は、前記移動体の側縁部及び前記通気部の流入口に向かって傾斜する凸状部を備えること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項１０】
請求項９に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記誘導部は、水平面で切断したときの断面形状が三角形であること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項１１】
移動体が移動するときにこの移動体の先頭部からの気流のはく離を抑制する移動体の気流はく離抑制構造であって、
前記移動体の前面に衝突した気流をこの移動体の上面に導くことによって、この移動体の先頭部からの気流のはく離を抑制するはく離抑制部を備え、
前記はく離抑制部は、前記移動体を貫通してこの移動体の前面からこの移動体の上面に前記気流を通過させる通気部を備えること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項１２】
請求項１１に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記通気部は、前記移動体の前構体から屋根構体に前記気流を通過させること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１２に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記通気部は、前記移動体の前面窓から屋根に前記気流を通過させること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３までのいずれか１項に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、前記移動体の前面に衝突した気流を前記通気部に誘導する誘導部を備えること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項１５】
請求項１４に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記誘導部は、前記通気部の流入口付近に配置されており前記移動体の前面から突出すること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項１６】
請求項１４又は請求項１５に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記誘導部は、前記移動体の移動方向に幅方向が一致し、前記移動体の上下方向に厚さ方向が一致する板状部を備えること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項１７】
請求項１４又は請求項１５に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記誘導部は、前記移動体の上縁部及び前記通気部の流入口に向かって傾斜する凸状部を備えること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【請求項１８】
請求項１７に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、
前記誘導部は、垂直面で切断したときの断面形状が三角形であること、
を特徴とする移動体の気流はく離抑制構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体が移動するときにこの移動体の先頭部からの気流のはく離を抑制する移動体の気流はく離抑制構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鉄道車両は、車両走行時に車体側方における空気流の発生を抑制するために、先頭車両の妻面の両側部に車体中心側に向かって湾曲する板状部材を備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の鉄道車両では、先頭車両の妻面に衝突した気流を板状部材によって車体の上方及び下方に分離して導くことによって、車両走行時に車体側方に発生する気流を抑制し、プラットホーム上に発生する列車風を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2003-246265号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高速列車がトンネル入口側坑口に突入するとトンネル内に圧縮波が発生する。この圧縮波はトンネル内を伝播する。そして、圧縮波が出口側坑口に到達した時、パルス状の圧力波であるトンネル微気圧が外部へ放出される。一方、圧縮波は坑口や列車端で反射しトンネル内を往復し、列車に圧力変動を及ぼす。圧力変動は、車内におけるいわゆる「耳つん」現象などの原因となる。これらの現象には、列車突入時に形成される圧縮波の圧力の大きさ、および、圧力勾配（圧力の変化時間）が主に関係すると考えられる。
【０００５】
近年、車両性能の向上や線形改良により在来線でも高速化が進み、特に先頭部端部に丸みのほとんど無い切妻型列車のトンネル突入時に形成される圧縮波について、その圧力の大きさおよび圧力勾配が増大する傾向にある。これらの増大の主原因は、列車の切妻型先頭部からの流れのはく離による見かけの車両断面積増大が考えられている。この圧縮波の圧力の大きさおよび圧力勾配が増大するのに伴い、耳つん、トンネル微気圧波などが増大する傾向にある。一方、先頭部からの流れのはく離が大きくなると、列車の空気抵抗も増大するという問題もあることが分かっている。
【０００６】
しかし、従来の鉄道車両では、プラットホーム上に発生する列車風の低減を目的としており、先頭車両の妻面に衝突した気流を板状部材によって車体の上方及び下方に導くと、車体の上面及び下面で気流がはく離するおそれがある。その結果、従来の鉄道車両では、列車風を低減することは可能であっても、トンネル微気圧波が発生してしまう問題点がある。
【０００７】
この発明の課題は、簡単な構造によって移動体の先頭部からの気流のはく離を抑制することができる移動体の気流はく離抑制構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１、図８、図１１、図１３及び図１６に示すように、移動体（２）が移動するときにこの移動体の先頭部からの気流（Ｆ）のはく離を抑制する移動体の気流はく離抑制構造であって、前記移動体の前面（３ａ）に衝突した気流をこの移動体の側面（３ｂ，３ｃ）に導くことによって、この移動体の先頭部からの気流のはく離を抑制するはく離抑制部（６）を備え、前記はく離抑制部は、前記移動体を貫通してこの移動体の前面からこの移動体の側面に前記気流を通過させる通気部（７Ａ，７Ｃ）を備えることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造（５）である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図６及び図１９に示すように、前記通気部（７Ａ）は、前記移動体の前構体（３ａ）から側構体（３ｂ，３ｃ）に前記気流を通過させることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図１１に示すように、前記通気部（７Ａ）は、前記移動体の前構体（３ａ）から側窓（３ｊ）に前記気流を通過させることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図７及び図２０に示すように、前記通気部（７Ｃ）は、前記移動体の前面窓（３ｉ）から側窓（３ｊ）に前記気流を通過させることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図８に示すように、前記通気部（７Ｃ）は、前記移動体の前面窓（３ｉ）から側構体（３ｂ，３ｃ）に前記気流を通過させることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図１、図８、図１１、図１３及び図１６に示すように、前記はく離抑制部は、前記移動体の前面に衝突した気流を前記通気部に誘導する誘導部（８）を備えることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項６に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、前記誘導部は、前記通気部の流入口（７ａ，７ｄ）付近に配置されており前記移動体の前面から突出することを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項６又は請求項７に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図１、図８、図１１及び図１３に示すように、前記誘導部は、前記移動体の移動方向（Ｘ）に幅方向が一致し、前記移動体の左右方向（Ｙ）に厚さ方向が一致する板状部（８ａ）を備えることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項６又は請求項７に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図１６に示すように、前記誘導部は、前記移動体の側縁部及び前記通気部の流入口に向かって傾斜する凸状部（８ｃ）を備えることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、前記誘導部は、図１９及び図２０に示すように、水平面で切断したときの断面形状が三角形であることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００１８】
請求項１１の発明は、図１、図８、図１１、図１３及び図１６に示すように、移動体（２）が移動するときにこの移動体の先頭部からの気流（Ｆ）のはく離を抑制する移動体の気流はく離抑制構造であって、前記移動体の前面（３ａ）に衝突した気流をこの移動体の上面（３ｄ）に導くことによって、この移動体の先頭部からの気流のはく離を抑制するはく離抑制部（６）を備え、前記はく離抑制部は、前記移動体を貫通してこの移動体の前面からこの移動体の上面に前記気流を通過させる通気部（７Ｂ，７Ｄ）を備えることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００１９】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図５及び図１８に示すように、前記通気部（７Ｂ）は、前記移動体の前構体（３ａ）から屋根構体（３ｄ）に前記気流を通過させることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１１又は請求項１２に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図１５に示すように、前記通気部（７Ｄ）は、前記移動体の前面窓（３ｉ）から屋根（３ｄ）に前記気流を通過させることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００２１】
請求項１４の発明は、請求項１１から請求項１３までのいずれか１項に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図１、図８、図１１、図１３及び図１６に示すように、前記はく離抑制部は、前記移動体の前面に衝突した気流を前記通気部に誘導する誘導部（８）を備えることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００２２】
請求項１５の発明は、請求項１４に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、前記誘導部は、前記通気部の流入口（７ａ，７ｄ）付近に配置されており前記移動体の前面から突出することを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００２３】
請求項１６の発明は、請求項１４又は請求項１５に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図１、図８、図１１及び図１３に示すように、前記誘導部は、前記移動体の移動方向（Ｘ）に幅方向が一致し、前記移動体の上下方向（Ｚ）に厚さ方向が一致する板状部（８ａ）を備えることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００２４】
請求項１７の発明は、請求項１４又は請求項１５に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図１６に示すように、前記誘導部は、前記移動体の上縁部及び前記通気部の流入口に向かって傾斜する凸状部（８ｃ）を備えることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【００２５】
請求項１８の発明は、請求項１７に記載の移動体の気流はく離抑制構造において、図１８に示すように、前記誘導部は、垂直面で切断したときの断面形状が三角形であることを特徴とする移動体の気流はく離抑制構造である。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によると、簡単な構造によって移動体の先頭部からの気流のはく離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の第１実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す斜視図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す正面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す側面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す平面図である。
【図５】図２のV-V線で切断した状態を概略的に示す断面図である。
【図６】図２のVI-VI線で切断した状態を概略的に示す断面図である。
【図７】図２のVII-VII線で切断した状態を概略的に示す断面図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す斜視図である。
【図９】この発明の第２実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す側面図である。
【図１０】図９のX-X線で切断した状態を概略的に示す断面図である。
【図１１】この発明の第３実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す斜視図である。
【図１２】この発明の第３実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す正面図である。
【図１３】この発明の第４実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す斜視図である。
【図１４】この発明の第４実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す側面図である。
【図１５】図１４のXV-XV線で切断した状態を概略的に示す断面図である。
【図１６】この発明の第５実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す斜視図である。
【図１７】この発明の第５実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す正面図である。
【図１８】図１７のXVIII-XVIII線で切断した状態を概略的に示す断面図である。
【図１９】図１７のXIX-XIX線で切断した状態を概略的に示す断面図である。
【図２０】図１７のXX-XX線で切断した状態を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す斜視図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す正面図である。図３は、この発明の第１実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す側面図である。図４は、この発明の第１実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す平面図である。図５は、図２のV-V線で切断した状態を概略的に示す断面図である。図６は、図２のVI-VI線で切断した状態を概略的に示す断面図である。図７は、図２のVII-VII線で切断した状態を概略的に示す断面図である。
【００２９】
図１〜図７に示す軌道１は、車両２が走行する通路（線路）であり、車両２の車輪４ａを案内する一対のレール１ａなどを備えている。車両２は、軌道１に沿って走行する移動体であり、電車、気動車又は機関車などの鉄道車両である。車両２は、図１〜図７に示す車体３と、図３及び図５に示す台車４と、図１〜図７に示す気流はく離抑制構造５などを備えている。図１〜図７に示す車両２は、列車の運転制御をするための運転室を備える先頭車両である。
【００３０】
車体３は、乗客を積載し輸送するための構造物である。車体３は、図１〜図５に示す車体端面（車体前面）３ａと、図２及び図４に示す車体側面３ｂ，３ｃと、図１〜図４に示す車体上面３ｄと、図３及び図５に示す車体底面３ｅと、図１、図２、図５及び図７に示す窓開口部３ｆ，３ｇなどを備えている。車体端面３ａは、車両２の妻構え（前構体）を構成する外板（妻板）であり先頭車両の先頭部である。車体端面３ａは、量産が容易で低コストの切妻形状であり、妻板が平面であり側板と直角に形成されている。図１及び図２に示す車体端面３ａは、車両２が中間車両として連結されたときに、前後の車両間を乗客及び乗務員が移動するときに使用する妻入口３ｈと、乗務員が前方を看視するために運転室前面に形成された前面窓（前面窓ガラス）３ｉなどを備えている。図２に示す車体側面３ｂ，３ｃは、車両２の側構え（側構体）を構成する外板（側板）であり、図３に示すように乗務員が車外を看視するための側窓（側面窓ガラス）３ｊと、乗務員が乗降するときに使用する側出入口３ｋと、乗客が乗降するときに使用する側出入口３ｍなどを備えている。図１〜図４に示す車体上面３ｄは、車両２の屋根構え（屋根構体）を構成する外板（屋根板）であり、車室内を空気調和するための空気調和装置などの屋根上機器が設置される。図３及び図５に示す車体底面３ｅは、車両２の床構造を構成する外板であり、台車４などの走行装置が設置されている。図１、図２、図５及び図７に示す窓開口部３ｆは、前面窓３ｉを着脱自在に装着する部分であり、図１、図２及び図７に示すように妻入口３ｈを挟み前構体を貫通して左右に形成されている。図１、図３、図６及び図７に示す窓開口部３ｇは、側窓３ｊを着脱自在に装着する部分であり、図１及び図７に示すように前面窓３ｉと側出入口３ｋとの間に側構体を貫通して車体３の左右に形成されている。図３及び図５に示す台車４は、車体３を支持して軌道１上を走行する走行装置であり、レール１ａと転がり接触する車輪４ａなどを備えている。
【００３１】
図１〜図６に示す気流はく離抑制構造５は、車両２が走行するときにこの車両２の先頭部からの気流Ｆのはく離を抑制する構造である。気流はく離抑制構造５は、図３〜図５に示すように、車体端面３ａに衝突した気流Ｆを車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに導くことによって、気流Ｆのはく離を抑制して車両２の空気抵抗を低減するとともに、車両２の先頭部の見かけの車両断面積が増大するのを抑制して、トンネル微気圧波の発生を低減する。また、気流はく離抑制構造５は、車両２のトンネル突入時に発生するトンネル内の圧力変動を抑制し、その結果、車体３に作用する繰り返し荷重によって発生する車体構造疲労を低減するとともに、気圧変動に起因して車体３内の乗客に発生する耳の不快感や違和感である耳つん現象を低減する。気流はく離抑制構造５は、図１〜図７に示すようにはく離抑制部６などを備えている。
【００３２】
図１〜図７に示すはく離抑制部６は、車両２の車体端面３ａに衝突した気流Ｆをこの車両２の車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに導くことによって、この車両２の先頭部からの気流Ｆのはく離を抑制する部分である。はく離抑制部６は、図１及び図２に示すように、車体端面３ａの側縁部及び上縁部に沿って、この車体端面３ａを囲むように配置されており、車体端面３ａの両側と車体端面３ａの上側とに配置されている。はく離抑制部６は、図１〜図７に示すように、通気部７Ａ〜７Ｃと誘導部８などを備えている。
【００３３】
図１〜図６に示す通気部７Ａは、車両２を貫通してこの車両２の車体端面３ａからこの車両２の車体側面３ｂ，３ｃに気流Ｆを通過させる部分であり、通気部７Ｂは車両２を貫通してこの車両２の車体端面３ａからこの車両２の車体上面３ｄに気流Ｆを通過させる部分である。通気部７Ａは、車両２の前構体から側構体に気流Ｆを通過させ、通気部７Ｂは車両２の前構体から屋根構体に気流Ｆを通過させる。図１に示すように、通気部７Ａは車体端面３ａの側縁部及び車体側面３ｂ，３ｃの前縁部に沿って所定の間隔をあけて、この側縁部及び前縁部から所定距離だけ内側に形成される通気孔である。通気部７Ｂは、車体端面３ａの上縁部及び車体上面３ｄの前縁部に沿って所定の間隔をあけて、この上縁部及び前縁部から所定距離だけ内側に形成されている。通気部７Ａ，７Ｂは、いずれも同一構造であり、図５及び図６に示すように流入口７ａと、流出口７ｂと、管路７ｃなどを備えている。
【００３４】
流入口７ａは、気流Ｆが流入する部分であり、図１及び図２に示すように車両２の車体端面３ａに形成されている。流入口７ａは、開口部の形状が円形に形成されている。流出口７ｂは、気流Ｆが流出する部分であり、図１、図３及び図４に示すように、車両２の車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに形成されている。流出口７ｂは、流入口７ａと同一の開口面積になるように開口部の形状が円形に形成されている。流入口７ａ及び流出口７ｂは、例えば、既存の車両２の車体端面３ａ、車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに貫通孔を形成するドリルなどを使用して穴あけ加工されており、車体３の構体を構成する主要な構体骨組を避けて、車体３の構体に要求される剛性などの強度を維持可能なように間隔をあけて形成されている。
【００３５】
管路７ｃは、流入口７ａと流出口７ｂとを接続する部分であり、軽量で加工が容易な合成樹脂製又は軽量金属製のパイプなどである。管路７ｃは、乗務員室内の乗務員の業務に支障がないように、車両２内の機器類を避けるように配管されている。管路７ｃは、上流側の端部が流入口７ａに隙間なく接合されており、下流側の端部が流出口７ｂに隙間なく接合されている。管路７ｃは、図６に示すように、車体端面３ａと車体側面３ｂ，３ｃとが交わる車体３の両側角部に、車体端面３ａ及び車体側面３ｂ，３ｃに対して略45°程度の傾斜角で配置されているとともに、図５に示すように車体端面３ａと車体上面３ｄとが交わる車体３の上側角部に、車体端面３ａ及び車体上面３ｄに対して略45°程度の傾斜角で配置されている。
【００３６】
図１〜図３及び図７に示す通気部７Ｃは、車両２を貫通してこの車両２の車体端面３ａからこの車両２の車体側面３ｂ，３ｃに気流Ｆを通過させる部分である。通気部７Ｃは、車両２の前面窓３ｉから側窓３ｊに気流Ｆを通過させる。通気部７Ｃは、図１〜図３に示すように、車体前面３ａの側縁部寄りの前面窓３ｉの一部と、車体側面３ｂ，３ｃの前縁部寄りの側窓３ｊの一部とを利用して気流Ｆを通過させる。通気部７Ｃは、既存の車両２の窓開口部３ｆ，３ｇの寸法に合わせて一体に形成された筒状部材であり、これらの窓開口部３ｆ，３ｇに嵌め込み着脱自在に装着される。通気部７Ｃは、図２及び図７に示すように、流入口７ｄと、流出口７ｅと、管路７ｆと、透過部７ｇなどを備えている。
【００３７】
流入口７ｄは、気流Ｆが流入する部分であり、図１〜図３に示すように車両２の前面窓３ｉに形成されている。流入口７ｄは、窓開口部３ｆと前面窓３ｉとの間の隙間の形状に合わせて、開口部の形状が四角形に形成されている。流入口７ｄの外周部は、窓開口部３ｆと前面窓３ｉとの間の隙間を密封するＨゴムなどのパッキンによって、窓開口部３ｆとの間の隙間が密封されている。流出口７ｅは、気流Ｆが流出する部分であり、図１、図３及び図４に示すように、車両２の車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに形成されている。流出口７ｅは、窓開口部３ｇと側窓３ｊとの間の隙間の形状に合わせて、開口部の形状が流入口７ｄと同一の開口面積になるように四角形に形成されている。流出口７ｅの外周部は、窓開口部３ｇと側窓３ｊとの間の隙間を密封するＨゴムなどのパッキンによって、窓開口部３ｇとの間の隙間が密封されている。
【００３８】
管路７ｆは、流入口７ｄと流出口７ｅとを接続する部分である。管路７ｆは、軽量で加工が容易な合成樹脂製又は軽量金属製のダクトなどであり、上流側の端部が流入口７ｄに隙間なく接合されており、下流側の端部が流出口７ｅに隙間なく接合されている。管路７ｆは、管路７ｃと同様に、乗務員室内の乗務員の業務に支障がないように、車両２内の機器類を避けるように配管されている。管路７ｆは、図７に示すように、車体端面３ａと車体側面３ｂ，３ｃとが交わる車体３の両側角部に、車体端面３ａ及び車体側面３ｂ，３ｃに対して略45°程度の傾斜角で配置されている。
【００３９】
図７に示す透過部７ｇは、車両２の運転者が外部を看視するための部分である。透過部７ｇは、車両２の運転室内の乗務員が外部を看視可能なように、図１〜図３に示す前面窓３ｉ及び側窓３ｊと略同じ高さで形成されている。透過部７ｇは、通気部７Ｃが運転者の視界を遮らないように、運転者の視界領域内に形成された透明又は半透明な部分であり、管路７ｆの一部に一体に形成されている。透過部７ｇは、例えば、ポリカーボネートなどの合成樹脂又は強化ガラスなどによって形成されている。
【００４０】
図１〜図７に示す誘導部８は、車両２の車体前面３ａに衝突した気流Ｆを通気部７Ａ〜７Ｃに誘導する部分であり、通気部７Ａ〜７Ｃの流入口７ａ，７ｄ付近に配置されており車両２の車体端面３ａから突出している。誘導部８は、車両２の車体端面３ａよりも前側で気流Ｆを衝突させこの衝突した気流Ｆをこの車両２の車体側面３ｂ，３ｃの前端部及び車体上面３ｄの前端部に導くことによって、この車両２の先頭部からの気流Ｆのはく離を抑制する機能も有する。誘導部８は、車両２の車体端面３ａの側縁部及び上縁部に沿ってこの車体端面３ａから突出する突出部（突起部）であり、誘導部８の内側側面が通気部７Ａ〜７Ｃの流入口７ａ，７ｄの外側縁部と一致するように配置されており、誘導部８の内側側面及び外側側面が車体端面３ａに対して略垂直に突出している。誘導部８は、図１〜図７に示すように、車両２の車体端面３ａの側縁部及び上縁部から距離Ｌeだけ内側に配置されており、図３〜図５に示すように車体端面３ａから先端部まで高さＬfだけ突出している。誘導部８は、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属、アクリル樹脂などの合成樹脂、繊維強化プラスチック(FRP) 又はゴムなどによって形成されている。誘導部８は、図３及び図４に示すように、先端部が平坦面に形成されており、図１〜図６に示すように板状部８ａと透過部８ｂなどを備えている。
【００４１】
板状部８ａは、気流Ｆの向きを変える部分である。板状部８ａは、図１〜図７に示すように、車両２の移動方向（Ｘ軸方向）に幅方向が一致し、車両２の左右方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）に厚さ方向が一致している。板状部８ａは、図１に示すように、車体端面３ａの側縁部及び上縁部を囲むように配置されたつい立状の突起部であり、側縁部及び上縁部に沿って連続して同一形状で形成されている。
【００４２】
図１、図３、図５及び図７に示す透過部８ｂは、車両２の運転者が外部を看視するための部分である。透過部８ｂは、車両２の運転室内の乗務員が外部を看視可能なように、図１、図３及び図５に示す前面窓３ｉと略同じ高さで形成されている。透過部８ｂは、誘導部８が運転者の視界を遮らないように、運転者の視界領域内に形成された透明又は半透明な部分であり、板状部８ａの一部に形成されている。透過部８ｂは、透過部７ｇと同様のポリカーボネートなどの合成樹脂又は強化ガラスなどによって形成されている。
【００４３】
次に、この発明の第１実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造の作用を説明する。
図１〜図７に示すはく離抑制部６が存在しない状態で車両２がＸ軸方向に走行すると、車体端面３ａに衝突した気流Ｆがこの車体端面３ａの側縁部及び上縁部からはく離して、車体側面３ｂ，３ｃの前端部及び車体上面３ｄの前端部から車両２の進行方向後側（下流側）に離れた位置でこのはく離した気流Ｆが再付着する。このため、車体端面３ａからの気流Ｆのはく離によって車両２の先頭部の見かけの断面積が増加し、トンネルなどの固定構造物内に車両２が突入するときに発生する圧力変動が増大する。
【００４４】
一方、図１〜図７に示すはく離抑制部６が存在する状態で車両２がＸ軸方向に走行すると、車両２の車体端面３ａに衝突した気流Ｆが通気部７Ａ〜７Ｃの流入口７ａ，７ｄから流入し、管路７ｃ，７ｆを通過して流出口７ｂ，７ｅから流出する。このため、通気部７Ａ〜７Ｃから車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに気流Ｆが導かれて、これらの表面に沿って気流Ｆが流れる。このとき、車両２の車体端面３ａに衝突した気流Ｆを誘導部８が流入口７ａ，７ｄに誘導する。誘導部８の先端部に気流Ｆが衝突するとこの衝突した気流Ｆがこの先端部ではく離するが、このはく離した気流Ｆが車体側面３ｂ，３ｃの前端部及び車体上面３ｄの前端部に導かれてこれらの前端部に再付着する。このため、誘導部８の先端部から車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに気流Ｆが導かれて、これらの表面に沿って気流Ｆが流れる。また、車体端面３ａに衝突した気流Ｆが誘導部８の内側側面によって止められて、この気流Ｆが車体端面３ａからはく離するのを抑制される。その結果、車両２の車体端面３ａに衝突した気流Ｆがはく離して車両２の先頭部の見かけの断面積が増加するのを抑制し、トンネルなどの固定構造物内に車両２が突入するときに発生する圧力変動が低減される。
【００４５】
この発明の第１実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、車両２の車体端面３ａに衝突した気流Ｆをこの車両２の車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに導くことによって、この車体端面３ａからの気流Ｆのはく離をはく離抑制部６が抑制し、この車両２を貫通して車体端面３ａから車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに気流Ｆを通過させる通気部７Ａ〜７Ｃをこのはく離抑制部６が備えている。このため、車体端面３ａに衝突した気流Ｆがはく離するのを抑制して、車両２の空気抵抗を低減することができるとともに、車両２の先頭部の見かけの断面積が増大するのを抑制して、トンネル微気圧波の発生を低減することができる。また、車体３に作用する繰り返し荷重によって発生する車体構造疲労を低減することができるとともに、気圧変動に起因して車体３内の乗客に発生する耳つん現象を低減することができる。
【００４６】
(2) この第１実施形態では、車両２の前構体から側構体に気流Ｆを通気部７Ａが通過させるとともに、車両２の前構体から屋根構体に気流Ｆを通気部７Ｂが通過させる。このため、既存の車両２の車体形状を変更するような大規模な改造をする必要がなく、車両２の車体端面３ａ，車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに貫通孔を形成するような簡単な加工によって通気部７Ａ，７Ｂを形成し、気流Ｆのはく離を抑制することができる。
【００４７】
(3) この第１実施形態では、車両２の前面窓３ｉから側窓３ｊに気流Ｆを通気部７Ｃが通過させる。このため、既存の車両２の車体形状を変更するような大規模な改造をする必要がなく、既存の車両２の窓開口部３ｆ，３ｇを利用して通気部７Ｃを簡単に形成し、気流Ｆのはく離を抑制することができる。
【００４８】
(4) この第１実施形態では、車両２の車体端面３ａに衝突した気流Ｆを通気部７Ａ〜７Ｃに誘導部８が誘導する。このため、車両２の車体端面３ａに衝突した気流Ｆを誘導部８によって通気部７Ａ〜７Ｃに簡単に導くことができる。
【００４９】
(5) この第１実施形態では、通気部７Ａ〜７Ｃの流入口７ａ，７ｄ付近に誘導部８が配置されておりこの誘導部８が車両２の車体端面３ａから突出している。このため、誘導部８の側面に気流Ｆを衝突させて流入口７ａ，７ｄにこの衝突した気流Ｆを誘導部８によって簡単に導くことができる。また、誘導部８の先端部に気流Ｆを衝突させて、車体側面３ｂ，３ｃの前端部及び車体上面３ｄの前端部にこの衝突した気流Ｆを誘導部８によって簡単に導くことができる。
【００５０】
(6) この第１実施形態では、車両２の移動方向（Ｘ軸方向）に幅方向が一致し、この車両２の左右方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）に厚さ方向が一致する板状部８ａを誘導部８が備えている。このため、簡単な構造のつい立状の部材を車両２の車体端面３ａに装着することによって、気流Ｆを通気部７Ａ〜７Ｃに簡単に誘導することができるとともに、車体端面３ａからの気流Ｆのはく離を抑制することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
図８は、この発明の第２実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す斜視図である。図９は、この発明の第２実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す側面図である。図１０は、図９のX-X線で切断した状態を概略的に示す断面図である。以下では、図１〜図７に示す部分と同一の部分については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図８〜図１０に示す車体３は、図１〜図７に示す車体３とは異なり、前面窓３ｉと側出入口３ｋとの間の側窓３ｊが省略されており、通気部７Ｃは車両２の前面窓３ｉから側構体に気流Ｆを通過させる。流出口７ｅは、車両２の車体側面３ｂ，３ｃに形成されている。流出口７ｅは、窓開口部３ｇと側窓３ｊとの間の隙間の形状に合わせて、流入口７ｄと同一の開口面積になるように開口部の形状が四角形に形成されている。流出口７ｅは、例えば、既存の車両２の車体側面３ｂ，３ｃに穴あけ加工によって形成された貫通孔であり、車体３の側構体に要求される剛性などの強度を維持可能なように形成されている。この第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００５２】
（第３実施形態）
図１１は、この発明の第３実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す斜視図である。図１２は、この発明の第３実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す正面図である。
図１１及び図１２に示す車体３は、図１〜図１０に示す車体３とは異なり、車体端面３ａの側縁部と前面窓３ｉとの間の前構体に通気部７Ａが配置されており、通気部７Ａは車両２の前構体から側窓３ｊに気流Ｆを通過させる。通気部７Ａは、図１１及び図１２に示すように開口部の形状が円形に形成された流入口７ａと、図１１に示すように流入口７ａと同一の開口面積になるように開口部の形状が四角形に形成された流出口７ｅと、これらの流入口７ａと流出口７ｅとを接続する図７に示すような管路７ｆなどを備えている。この第３実施形態には、第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果がある。
【００５３】
（第４実施形態）
図１３は、この発明の第４実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す斜視図である。図１４は、この発明の第４実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す側面図である。図１５は、図１４のXV-XV線で切断した状態を概略的に示す断面図である。
図１３〜図１５に示す車体３は、図１〜図１２に示す車体３とは異なり、前面窓３ｉが上下方向に長く窓開口部３ｆが大きい。はく離抑制部６は、図１〜図７に示すように、通気部７Ａ〜７Ｄと誘導部８などを備えている。通気部７Ｄは車両２を貫通してこの車両２の車体端面３ａからこの車両２の車体上面３ｄに気流Ｆを通過させる部分であり、車両２の前面窓３ｉから車体上面３ｄに気流Ｆを通過させる。通気部７Ｄは、図１３及び図１４に示すように、車体前面３ａの上縁部寄りの前面窓３ｉの一部を利用して気流Ｆを通過させており、図１３及び図１４に示す流入口７ｄと、図１３及び図１５に示す流出口７ｅと、図１５に示す管路７ｆなどを備えている。
【００５４】
流入口７ｄは、図１３及び図１４に示すように、窓開口部３ｆと前面窓３ｉとの間の隙間の形状に合わせて略Ｌ字状に形成されている。流入口７ｄの外周部は、窓開口部３ｆと前面窓３ｉとの間の隙間を密封するＨゴムなどのパッキンによって、窓開口部３ｆとの間の隙間が密封されている。流出口７ｅは、図１３に示すように、流入口７ｄと開口面積が同一になるように車体上面３ｄに形成されており、開口部の形状が四角形に形成されている。流出口７ｅの外周部は、窓開口部３ｇと側窓３ｊとの間の隙間を密封するＨゴムなどのパッキンによって、窓開口部３ｇとの間の隙間が密封されている。流出口７ｅは、例えば、既存の車両２の車体上面３ｄに穴あけ加工によって形成された貫通孔であり、車体３の屋根構体に要求される剛性などの強度を維持可能なように形成されている。管路７ｆは、図１５に示すように、車体端面３ａと車体上面３ｄとが交わる車体３の上側角部に、車体端面３ａ及び車体上面３ｄに対して略45°程度の傾斜角で配置されている。この第４実施形態には、第１実施形態〜第３実施形態と同様の効果がある。
【００５５】
（第５実施形態）
図１６は、この発明の第５実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す斜視図である。図１７は、この発明の第５実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造を概略的に示す正面図である。図１８は、図１７のXVIII-XVIII線で切断した状態を概略的に示す断面図である。図１９は、図１７のXIX-XIX線で切断した状態を概略的に示す断面図である。図２０は、図１７のXX-XX線で切断した状態を概略的に示す断面図である。
図１６〜図２０に示す誘導部８は、凸状部８ｃを備えており、この凸状部８ｃは気流Ｆの向きを変える部分である。凸状部８ｃは、図１６及び図１７に示すように、車両２の車体端面３ａの側縁部及び上縁部に沿って幅Ｗdで配置されており、図１６に示すように車体端面３ａから先端部まで高さＨdだけ突出している。凸状部８ｃは、図１６、図１７、図１９及び図２０に示すように、車両２の側縁部及び通気部７Ａ，７Ｃの流入口７ａ，７ｄに向かって傾斜するとともに、図１６、図１７及び図１８に示すように、車両２の上縁部及び通気部７Ｂの流入口７ａ，７ｄに向かって傾斜する。凸状部８ｃは、図１９及び図２０に示すように水平面で切断したときの断面形状と、図１８に示すように垂直面で切断したときの断面形状とが三角形である。凸状部８ｃの内側側面及び外側側面は、図１８〜図２０に示すように、いずれも平坦な傾斜面に形成されている。凸状部８ｃは、底面及び上面が三角形の柱状体（三角柱）の一つの平坦面を車体端面３ａに接合させるように配置した突起部であり、車体端面３ａの側縁部及び上縁部を囲むようにこれらの側縁部及び上縁部に沿って連続して同一の幅及び同一の高さで形成されている。
【００５６】
次に、この発明の第５実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造の作用を説明する。
図１６〜図２０に示すように、誘導部８の内側傾斜面に気流Ｆが衝突すると、この衝突した気流Ｆがこの誘導部８の内側傾斜面に沿って流入口７ａ，７ｄに誘導されて流出口７ｂ，７ｅから流出する。このため、通気部７Ａ〜７Ｃから車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに気流Ｆが導かれて、これらの表面に沿って気流Ｆが流れる。誘導部８の外側傾斜面に気流Ｆが衝突すると、この衝突した気流Ｆがこの誘導部８の外側傾斜面に沿って車体側面３ｂ，３ｃの前端部及び車体上面３ｄの前端部に導かれる。このため、はく離抑制部６の先端部から車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに気流Ｆが導かれて、これらの表面に沿って気流Ｆが流れる。また車体端面３ａに衝突した気流Ｆが誘導部８の内側傾斜面によって止められて、この気流Ｆが車体端面３ａからはく離するのを抑制される。その結果、車両２の車体端面３ａに衝突した気流Ｆがはく離して車両２の先頭部の見かけの断面積が増加するのを抑制し、トンネルなどの固定構造物内に車両２が突入するときに発生する圧力変動が低減される。
【００５７】
この発明の第５実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造には、第１実施形態〜第４実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第５実施形態では、車両２の側縁部及び通気部７Ａ〜７Ｃの流入口７ａ，７ｄに向かって傾斜する凸状部８ｃを誘導部８が備えている。このため、凸状部８ｃに衝突した気流Ｆを流入口７ａ，７ｄに簡単に導くことができるとともに、この凸状部８ｃに衝突した気流Ｆを車体側面３ｂ，３ｃの前端部及び車体上面３ｄの前端部に簡単に導くことができる。
【００５８】
(2) この第５実施形態では、水平面及び垂直面で切断したときの誘導部８の断面形状が三角形である。このため、製造が容易で簡単な形状に誘導部８を形成して気流Ｆを流入口７ａ，７ｄに誘導することができる。
【００５９】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、移動体が鉄道車両である場合を例に挙げて説明したが、自動車などの他の移動体についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、はく離抑制部６を車体端面３ａの両側及び上側に配置した場合を例に挙げて説明したが、これらのいずれか一方を省略したり、はく離抑制部６を車体端面３ａの下側に配置したり、はく離抑制部６を左右いずれか一方の側縁部に配置したりすることもできる。さらに、この実施形態では、はく離抑制部６の誘導部８が板状部８ａ又は凸状部８ｃを備える場合を例に挙げて説明したが、これらを任意に組み合わせることもできる。例えば、車体端面３ａの両側に凸状部８ｃを備える誘導部８を配置し、車体端面３ａの上側に板状部８ａを備える誘導部８を配置することもできる。この場合には、車両限界が車体側面３ｂ，３ｃ側よりも車体上面３ｄ側のほうが広いため、車体上面３ｄ側の誘導部８の形状を大きくすることができる。同様に、車体端面３ａの両側及び上側の誘導部８の一部が板状部８ａを備え、残部が凸状部８ｃを備えるような構造にすることもできる。
【００６０】
(2) この実施形態では、車体３の先頭部の形状が切妻形状である場合を例に挙げて説明したが、先頭部の形状が流線型の場合や車体端面の縁部に丸みを形成した場合などについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、はく離抑制部６が誘導部８を備える場合を例に挙げて説明したが、誘導部８を省略することもできる。さらに、この実施形態では、既存の車両２を改造して通気部７Ａ〜７Ｄを形成する場合を例に挙げて説明したが、新規の車両に製造段階で通気部７Ａ〜７Ｄを形成することもできる。
【００６１】
(3) この実施形態では、通気部７Ａ〜７Ｄの開口部の形状が円形又は四角形である場合を例に挙げて説明したが、これらの形状に限定するものではなく楕円形、スリット形、平行四辺形又は菱形などに開口部の形状を形成することもできる。また、この実施形態では、通気部７Ａ，７Ｂの流入口７ａ及び流出口７ｂを所定の間隔をあけて直線状に１列に配置した場合を例に挙げて説明したが、ジグザグ状に配置したり複数列に配置したりすることもできる。さらに、この第１実施形態〜第４実施形態では、誘導部８の一部が透過部８ｂを備える場合を例に挙げて説明したが、誘導部８の全部を透明又は半透明にすることもできる。
【００６２】
(4) この第３実施形態では、前構体から側窓３ｊに気流Ｆが通過する場合を例に挙げて説明したが、前面窓３ｉと側縁部との間の隙間に流入口７ａを形成し、側構体に流出口７ｂを形成して気流Ｆを通過させることもできる。また、この第５実施形態では、凸状部８ｃの断面形状が三角形である場合を例に挙げて説明したが、三角形以外の１／２円、１／４円、部分円又は部分楕円についてもこの発明を適用することができる。さらに、この第５実施形態では、凸状部８ｃに透過部８ｂを省略した場合を例に挙げて説明したが、凸状部８ｃの一部又は全部を透明又は半透明にすることもできる。
【符号の説明】
【００６３】
１  軌道
２  車両（移動体）
３  車体
３ａ  車体端面（前構体（前面))
３ｂ，３ｃ  車体側面（側構体（側面))
３ｄ  車体上面（屋根構体（上面))
３ｆ，３ｇ  窓開口部
３ｉ  前面窓
３ｊ  側窓
４  台車
４ａ  車輪
５  気流はく離抑制構造
６  はく離抑制部
７Ａ〜７Ｄ  通気部
７ａ，７ｄ  流入口
７ｂ，７ｅ  流出口
７ｃ，７ｆ  管路
７ｇ  透過部
８  誘導部
８ａ  板状部
８ｂ  透過部
８ｃ  凸状部
Ｆ  気流
Ｌe  距離
Ｌf  高さ
Ｗd  幅
Ｈd  高さ
Ｘ  移動方向
Ｙ  左右方向
Ｚ  上下方向
【図１】
2010228562.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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