(57)【要約】【課題】横風による転覆を適切に防止することができる、転覆防止機能を有する車両を提供する。【解決手段】車両本体１と、車両本体１の床下の両側に、車両本体１の長手方向に沿って設置される受風板２とからなり、受風板２は、車両本体１の幅方向中央部に向かって登り傾斜に設置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両本体と、前記車両本体の床下の両側に、前記車両本体の長手方向に沿って設置される受風板とからなり、前記受風板は、前記床下の内方に向かって登り傾斜に設置されていることを特徴とする、転覆防止機能を有する車両。
【請求項２】
前記受風板は、台車が設置されていない床下に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載の、転覆防止機能を有する車両。
【請求項３】
前記受風板は、平板からなっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の、転覆防止機能を有する車両。
【請求項４】
前記受風板は、下に凸に円弧状に湾曲した湾曲板からなっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の、転覆防止機能を有する車両。
【請求項５】
前記受風板は、下面に膨らみ部が形成された翼板からなっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の、転覆防止機能を有する車両。
【請求項６】
前記受風板の前記車両本体の床面に対する傾斜角度は、４５度以下であることを特徴とする、請求項１から５の何れか１つに記載の、転覆防止機能を有する車両。
【請求項７】
前記車両本体は、床下機器が少ない車両本体であることを特徴とする、請求項１から６の何れか１つに記載の、転覆防止機能を有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転覆防止機能を有する車両、特に、横風による転覆を適切に防止することができる、転覆防止機能を有する車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、横風による鉄道車両の転覆防止対策として、運転、設備面においては、風速規制値を下げる「早め規制」や防風柵の設置等が行なわれている。また、車両面においては、車両の屋根肩の歩み板を設置しないことによって、従来車両よりも空気力係数を下げて、転覆限界風速を向上させた例がある。
【０００３】
特許文献１には、横風による車両の転覆限界風速を向上させることを目的とした、車両の転覆防止装置が開示されている。以下、この転覆防止装置を従来転覆防止装置といい、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図１１は、従来転覆防止装置を設置した車両を示す概略斜視図である。
【０００５】
図１１に示すように、従来転覆防止装置は、車両１１の屋根１２の上に設置される断面形状が翼形をなす翼板１３からなり、取付け部材１４を介して車両１１の屋根１２に膨らみ部１３ａを下にして設置されている。
【０００６】
このように、車両１１の屋根１２の上に翼板１３を設置することによって、車両１１に横風が作用すると、車両１１には、鉛直下方に向かう空気力、すなわち、揚力Ｆ１が発生する。この揚力Ｆ１は、車両１１を鉛直下方に押えつけるように作用して、車両１１の輪重を増加させる。この結果、車両１１の転覆防止に寄与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１２８９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来転覆防止装置によれば、上述したように、翼板１３によって発生する、車両１１に鉛直下方に向かう揚力Ｆ１によって、車両１１の輪重が増加し、この結果、車両１１の転覆防止に寄与するが、以下のような問題があった。
【０００９】
図１２に示すように、翼板１３に働く抗力Ｆ２について、風下側の車輪１５とレール１６との接触点Ｐ回りのモーメントとして考えた場合、腕の長さが長いために、右回りの転覆モーメントとして比較的大きく作用する。
【００１０】
また、翼板１３が上昇気流Ｖ１または流れの弱い領域にあるので、それほど大きな揚力Ｆ１が期待できない。
【００１１】
また、翼板１３を車両１１の屋根１２の上に設置することによって、車両１１の重心位置も上がり、転覆しやすくなる。
【００１２】
従って、この発明の目的は、横風による転覆を適切に防止することができる転覆防止機能を有する車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とするものである。
【００１４】
請求項１に記載の発明は、車両本体と、前記車両本体の床下の両側に、前記車両本体の長手方向に沿って設置される受風板とからなり、前記受風板は、前記床下の内方に向かって登り傾斜に設置されていることに特徴を有するものである。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記受風板は、台車が設置されていない床下に設置されていることに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記受風板は、平板からなっていることに特徴を有するものである。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記受風板は、下に凸に円弧状に湾曲した湾曲板からなっていることに特徴を有するものである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記受風板は、下面に膨らみ部が形成された翼板からなっていることに特徴を有するものである。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか１つに記載の発明において、前記受風板の前記車両本体の床面に対する傾斜角度は、４５度以下であることに特徴を有するものである。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６の何れか１つに記載の発明において、前記車両本体は、床下機器が少ない車両本体であることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、車両本体の床下に、車両本体の長手方向に沿って受風板を、車両本体の幅方向中央部に向かって登り傾斜に設置することによって、横風による転覆を適切に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の車両を示す概略側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】受風板としての平板の傾斜角度を２５度に設定した車両模型を示す部分側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】受風板としての平板の傾斜角度を３５度に設定した車両模型を示す部分側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】受風板としての平板の傾斜角度を４５度に設定した車両模型を示す部分側面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】受風板としての湾曲板を設置した、この発明の車両を示す概略断面図である。
【図１０】受風板としての翼板を設置した、この発明の車両を示す概略断面図である。
【図１１】従来転覆防止装置を設置した車両を示す概略斜視図である。
【図１２】屋根の上に翼板を設置した車両を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
この発明の、転覆防止機能を有する車両の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、この発明の車両を示す概略側面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００２５】
図１および図２に示すように、この発明の、転覆防止機能を有する車両は、車両本体１と、車両本体１の床下の両側に、車両本体１の長手方向に沿って設置される、平板からなる受風板２とから構成されている。
【００２６】
車両本体１は、床下機器が少ない車両本体であることが望ましい。受風板２は、台車３が設置されていない床下に、取付け部材４によって車両本体１の床下の内方に向かい登り傾斜に設置されている。受風板２を車両本体１の床下に設置すると、横風または下降気流Ｖ２（図１０参照）によって、風上側受風板では、鉛直下向きの力Ｆ１、床下の気流によって、風下側受風板では、鉛直上向きの力Ｆ３が発生し、何れの力も図１０において、左回りのモーメントを発生させる。この力によって、車両本体１の転覆限界風速を向上させることができる。転覆限界風速とは、風上側の輪重をＦ６、風下側の輪重をＦ５とした場合（図１０、図１２参照）に、風上側の輪重Ｆ６がゼロになる風速である。
【００２７】
本願発明者等は、受風板２の効果を立証するために、受風板２の車両本体１の床面に対する傾斜角度θ（図２参照）を変え、各々の傾斜角度における転覆限界風速の向上幅について、縮尺１／４０の車両模型を用いて風洞試験を行った。
【００２８】
風洞試験結果について、図面を参照しながら、以下に説明する。
【００２９】
図３は、受風板としての平板の傾斜角度を２５度に設定した車両模型を示す部分側面図、図４は、図３のＡ−Ａ線断面図、図５は、受風板としての平板の傾斜角度を３５度に設定した車両模型を示す部分側面図、図６は、図５のＡ−Ａ線断面図、図７は、受風板としての平板の傾斜角度を４５度に設定した車両模型を示す部分側面図、図８は、図７のＡ−Ａ線断面図である。
【００３０】
風洞試験結果から計算した一般的な通勤型車両（車両質量２７t）の転覆限界風速の向上幅の最大値は、以下の通りであった。
傾斜角度が２５度の場合：１．５５ｍ／ｓｅｃ
傾斜角度が３５度の場合：０．７３ｍ／ｓｅｃ
傾斜角度が４５度の場合：０．６６ｍ／ｓｅｃ
【００３１】
さらに、傾斜角度が１５度の場合、および、傾斜角度が２０度の場合についても風洞試験を行った。
【００３２】
風洞試験結果から計算した一般的な通勤型車両（車両質量２７t）の転覆限界風速の向上幅の最大値は、以下の通りであった。
傾斜角度が１５度の場合：１．１６ｍ／ｓｅｃ
傾斜角度が２０度の場合：１．１０ｍ／ｓｅｃ
【００３３】
これらの結果、転覆限界風速の向上幅は、傾斜角度が２５度の場合において最も大きく、最も優れた転覆防止効果が得られたことが分かった。
【００３４】
受風板２としては、上述した平板以外に、図９に示すように、下に凸に円弧状に湾曲した湾曲板であってもよい。湾曲板の傾斜角度（θ）は、図９に示す通りである。
【００３５】
湾曲板を用いた場合の転覆限界風速の向上効果について風洞試験を行った。
【００３６】
風洞試験結果から計算した一般的な通勤型車両（車両質量２７t）の転覆限界風速の向上幅の最大値は、以下の通りであった。
傾斜角度が１５度の場合：１．３７ｍ／ｓｅｃ
傾斜角度が２０度の場合：１．０１ｍ／ｓｅｃ
傾斜角度が２５度の場合：０．９６ｍ／ｓｅｃ
【００３７】
この結果、傾斜角度が１５度の場合において最も大きく、最も優れた転覆防止効果が得られたことが分かった。
【００３８】
受風板２としては、図１０に示すように、下面に膨らみ部２ａが形成された翼板であってもよい。翼板の傾斜角度（θ）は、図１０に示す通りである。
【００３９】
なお、上述したように、翼板を車両の屋根の上に設置することによって、車両の重心位置が上がり、転覆しやすくなるが、受風板を車両本体の床下に設置することによって、受風板に働く抗力Ｆ２およびＦ４について、風下側の車輪１５とレール１６との接触点Ｐ回りのモーメントとして考えた場合、腕の長さが短いために転覆モーメント（図１０で右回りのモーメント）への影響は小さい。
【００４０】
なお、受風板による転覆防止効果は、受風板が平板、湾曲板および翼板の何れの場合であっても、床下に受風板を設置したことによる車体質量の増加および車体重心高さの低下により、さらなる転覆防止効果の向上が期待できる。
【００４１】
以上、説明したように、この発明によれば、車両本体１の床下に、車両本体１の長手方向に沿って受風板２を、車両本体１の床下の内方に向かって登り傾斜に設置することによって、横風による転覆を適切に防止することができる。
【００４２】
また、この発明によれば、受風板２の傾斜角度を４５度以下で適切に設定することによって、優れた転覆防止効果が得られる。
【符号の説明】
【００４３】
１：車両本体
２：受風板
２ａ：膨らみ部
３：台車
４：取付け部材
１１：車両
１２：屋根
１３：翼板
１３ａ：膨らみ部
１４：取付け部材
１５：車輪
１６：レール
【図１】
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【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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