(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両が移動するときにこの鉄道車両の先頭部からの気流のはく離を抑制する鉄道車両の気流はく離抑制構造であって、
前記鉄道車両の前面からこの鉄道車両の側面に前記気流を導くことによって、この鉄道車両の先頭部からの気流のはく離を抑制するはく離抑制部と、
前記鉄道車両の前面に向かう気流をこの鉄道車両の前面よりも前側で衝突させて、この衝突した気流を前記はく離抑制部に導く誘導部とを備え、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の側面と内側フィン部との間の間隙部に前記気流を通過させるととともに、この内側フィン部と外側フィン部との間の間隙部に前記気流を通過させるルーバー部を備え、
前記鉄道車両は、この鉄道車両の前面が切妻形状であり、
前記内側フィン部及び前記外側フィン部は、前記鉄道車両の前面側に湾曲する湾曲面を備え、
前記誘導部は、前記鉄道車両の前面の側縁部に沿ってこの前面から突出しており、水平面で切断したときの断面形状が略直角三角形状又は略Ｖ字形の山形であり、この鉄道車両の前面前方からこの鉄道車両の前面の側縁部に向かって傾斜する傾斜面を備え、
前記傾斜面は、幅が25〜150mmの範囲内に設定され、高さが20〜100mmの範囲に設定されており、前記鉄道車両の前面と前記内側フィン部との間にこの傾斜面が位置し、この傾斜面の外側縁部が前記鉄道車両の前面の側縁部と一致していること、
を特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造。
【請求項２】
鉄道車両が移動するときにこの鉄道車両の先頭部からの気流のはく離を抑制する鉄道車両の気流はく離抑制構造であって、
前記鉄道車両の前面からこの鉄道車両の上面に前記気流を導くことによって、この鉄道車両の先頭部からの気流のはく離を抑制するはく離抑制部と、
前記鉄道車両の前面に向かう気流をこの鉄道車両の前面よりも前側で衝突させて、この衝突した気流を前記はく離抑制部に導く誘導部とを備え、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の上面と内側フィン部との間の間隙部に前記気流を通過させるととともに、この内側フィン部と外側フィン部との間の間隙部に前記気流を通過させるルーバー部を備え、
前記鉄道車両は、この鉄道車両の前面が切妻形状であり、
前記内側フィン部及び前記外側フィン部は、前記鉄道車両の前面側に湾曲する湾曲面を備え、
前記誘導部は、前記鉄道車両の前面の上縁部に沿ってこの前面から突出しており、垂直面で切断したときの断面形状が略直角三角形状又は略Ｖ字形の山形であり、この鉄道車両の前面前方からこの鉄道車両の前面の上縁部に向かって傾斜する傾斜面を備え、
前記傾斜面は、幅が25〜150mmの範囲内に設定され、高さが20〜100mmの範囲に設定されており、前記鉄道車両の前面と前記内側フィン部との間にこの傾斜面が位置し、この傾斜面の外側縁部が前記鉄道車両の前面の上縁部と一致していること、
を特徴とする鉄道車両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、鉄道車両が移動するときにこの鉄道車両の先頭部からの気流のはく離を抑制する鉄道車両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波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鉄道車両の先頭部からの気流のはく離を抑制することができる鉄道車両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１２、図１３（Ｂ）、図１８及び図１９（Ｂ）に示すように、鉄道車両（２）が移動するときにこの鉄道車両の先頭部からの気流（Ｆ）のはく離を抑制する鉄道車両の気流はく離抑制構造であって、前記鉄道車両の前面（３ａ）からこの鉄道車両の側面（３ｂ，３ｃ）に前記気流を導くことによって、この鉄道車両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）と、前記鉄道車両の前面に向かう気流をこの鉄道車両の前面よりも前側で衝突させて、この衝突した気流を前記はく離抑制部に導く誘導部（９）とを備え、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の側面と内側フィン部（７ａ）との間の間隙部（Δ11）に前記気流を通過させるととともに、この内側フィン部と外側フィン部（７ｂ）との間の間隙部（Δ12）に前記気流を通過させるルーバー部（７Ａ）を備え、前記鉄道車両は、この鉄道車両の前面が切妻形状であり、前記内側フィン部及び前記外側フィン部は、前記鉄道車両の前面側に湾曲する湾曲面（７ｇ，７ｈ，７ｉ，７ｊ）を備え、前記誘導部は、前記鉄道車両の前面の側縁部（３ｇ，３ｈ）に沿ってこの前面から突出しており、水平面で切断したときの断面形状が略直角三角形状又は略Ｖ字形の山形であり、この鉄道車両の前面前方からこの鉄道車両の前面の側縁部に向かって傾斜する傾斜面（９ａ）を備え、前記傾斜面は、幅（Ｗd2）が25〜150mmの範囲内に設定され、高さ（Ｈd1）が20〜100mmの範囲に設定されており、前記鉄道車両の前面と前記内側フィン部との間にこの傾斜面が位置し、この傾斜面の外側縁部（９ｄ）が前記鉄道車両の前面の側縁部と一致していることを特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造（５）である。
【０００９】
請求項２の発明は、図１１、図１３（Ａ）、図１７及び図１９（Ａ）に示すように、鉄道車両（２）が移動するときにこの鉄道車両の先頭部からの気流（Ｆ）のはく離を抑制する鉄道車両の気流はく離抑制構造であって、前記鉄道車両の前面（３ａ）からこの鉄道車両の上面（３ｄ）に前記気流を導くことによって、この鉄道車両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）と、前記鉄道車両の前面に向かう気流をこの鉄道車両の前面よりも前側で衝突させて、この衝突した気流を前記はく離抑制部に導く誘導部（９）とを備え、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の上面と内側フィン部（７ｄ）との間の間隙部（Δ11）に前記気流を通過させるととともに、この内側フィン部と外側フィン部（７ｅ）との間の間隙部（Δ12）に前記気流を通過させるルーバー部（７Ｂ）を備え、前記鉄道車両は、この鉄道車両の前面が切妻形状であり、前記内側フィン部及び前記外側フィン部は、前記鉄道車両の前面側に湾曲する湾曲面（７ｇ，７ｈ，７ｉ，７ｊ）を備え、前記誘導部は、前記鉄道車両の前面の上縁部（３ｆ）に沿ってこの前面から突出しており、垂直面で切断したときの断面形状が略直角三角形状又は略Ｖ字形の山形であり、この鉄道車両の前面前方からこの鉄道車両の前面の上縁部に向かって傾斜する傾斜面（９ａ）を備え、前記傾斜面は、幅（Ｗd2）が25〜150mmの範囲内に設定され、高さ（Ｈd1）が20〜100mmの範囲に設定されており、前記鉄道車両の前面と前記内側フィン部との間にこの傾斜面が位置し、この傾斜面の外側縁部（９ｄ）が前記鉄道車両の前面の上縁部と一致していることを特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造（５）である。
【発明の効果】
【００２７】
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】
【００２８】
【図１】この発明の第１実施形態に係る鉄道車両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実施形態に係る鉄道車両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実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す縦断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す横断面図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造の誘導部の断面図であり、（Ａ）は図３のVA部分を拡大して示す横断面図であり、（Ｂ）は図４のVB部分を拡大して示す縦断面図である。
【図６】この発明の第２実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す斜視図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す正面図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す縦断面図である。
【図９】この発明の第２実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す横断面図である。
【図１０】この発明の第２実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造の誘導部の断面図であり、（Ａ）は図８のXA部分を拡大して示す横断面図であり、（Ｂ）は図９のXB部分を拡大して示す縦断面図である。
【図１１】この発明の第３実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す縦断面図である。
【図１２】この発明の第３実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す横断面図である。
【図１３】この発明の第３実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造の誘導部の断面図であり、（Ａ）は図１１のXIIIA部分を拡大して示す横断面図であり、（Ｂ）は図１２のXIIIB部分を拡大して示す縦断面図である。
【図１４】この発明の第４実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す縦断面図である。
【図１５】この発明の第４実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す横断面図である。
【図１６】この発明の第４実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造の誘導部の断面図であり、（Ａ）は図１４のXVIA部分を拡大して示す横断面図であり、（Ｂ）は図１５のXVIB部分を拡大して示す縦断面図である。
【図１７】この発明の第５実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す縦断面図である。
【図１８】この発明の第５実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す横断面図である。
【図１９】この発明の第５実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造の誘導部の断面図であり、（Ａ）は図１７のXIXA部分を拡大して示す横断面図であり、（Ｂ）は図１８のXIXB部分を拡大して示す縦断面図である。
【図２０】この発明の第６実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す縦断面図である。
【図２１】この発明の第６実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造を概略的に示す横断面図である。
【図２２】この発明の第６実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造の誘導部の断面図であり、（Ａ）は図２０のXXIIA部分を拡大して示す横断面図であり、（Ｂ）は図２１のXXIIB部分を拡大して示す縦断面図である。
【図２３】この発明の第７実施形態に係る鉄道車両の気流はく離抑制構造の誘導部の断面図であり、（Ａ）は傾斜面の断面形状が小三角形である場合の断面図であり、（Ｂ）は傾斜面の断面形状が半小三角形である場合の断面図であり、（Ｃ）は傾斜面の断面形状が小Ｖ字型である場合の断面図である。
【図２４】風洞試験に使用した風洞試験装置の構成図であり、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のXXIV-XXIVC線で切断した状態を示す断面図である。
【図２５】風洞試験に使用した模型車両の外観図であり、(Ａ）は一部を破断して示す平面図であり、(Ｂ）は一部を破断して示す側面図であり、(Ｃ）は正面図である。
【図２６】ルーバー部及び誘導部がある場合の風洞試験の結果を示す斜視図である。
【図２７】ルーバー部及び誘導部がない場合の風洞試験の結果を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（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〜図４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４に示す車体３と、図３に示す台車４と、図１〜図５に示す気流はく離抑制構造５などを備えている。図１〜図４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切妻型先頭部（角先頭部）の先頭車両である。
【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４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３に示す車体上面３ｄと、図３に示す車体底面３ｅと、図３に示す上縁部３ｆと、図４に示す側縁部３ｇ，３ｈなどを備えている。図１〜図４に示す車体端面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３ｉ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）３ｊなどを備えている。図４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１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）３ｋと、乗務員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３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３に示す上縁部３ｆは、車体端面３ａと車体上面３ｄとが交わる部分であり、車体端面３ａと車体上面３ｄとが略直角に接合している。図４に示す側縁部３ｇ，３ｈは、車体端面３ａと車体側面３ｂ，３ｃとが交わる部分であり、車体端面３ａと車体側面３ｂ，３ｃとが略直角に接合している。図３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（走り装置）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５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１〜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。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、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５に示すはく離抑制部６と誘導部９などを備えている。
【００３２】
図１〜図５に示すはく離抑制部６は、車両２の車体端面３ａからこの車両２の車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに気流Ｆを導くことによって、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の上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿ってこの車体端面３ａの上側及び両側に配置されており、車両２に着脱自在に装着可能である。はく離抑制部６は、例えば、トンネル区間の多い線区で車両２を運用する場合や、中間車両として編成中に組み込まれていた車両２が列車の切り離しによって先頭車両となる場合などには車両２に装着される。一方、はく離抑制部６は、例えば、トンネル区間の少ない線区で車両２を運用する場合や、車両２が中間車両として編成中に組み込まれる場合などには取り外される。はく離抑制部６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) 又は硬質ゴムなどによって形成されている。はく離抑制部６は、直線軌道又は曲線軌道上で車両２が静止したときに、この車両２の断面形状の外郭線が越えてはならない上下左右の限界（車両限界）内に配置されている。はく離抑制部６は、図１〜図５に示すように、ルーバー部７Ａ，７Ｂと、図５に示す支持部８Ａ，８Ｂなどを備えている。
【００３３】
図１、図２、図４及び図５（Ｂ）に示すルーバー部７Ａは、車体側面３ｂ，３ｃと内側フィン部７ｄとの間の間隙部Δ11に気流Ｆを通過させるとともに、内側フィン部７ｄと外側フィン部７ｅとの間の間隙部Δ12に気流Ｆを通過させる部分である。図１〜図３及び図５（Ａ）に示すルーバー部７Ｂは、車体上面３ｄと内側フィン部７ａとの間の間隙部Δ11に気流Ｆを通過させるとともに、内側フィン部７ａと外側フィン部７ｂとの間の間隙部Δ12に気流Ｆを通過させる部分である。図１及び図２に示すように、ルーバー部７Ａは車体端面３ａの側縁部３ｇ，３ｈに配置されており、ルーバー部７Ｂは車体端面３ａの上縁部３ｆに配置されている。ルーバー部７Ａは、車体端面３ａの側縁部３ｇ，３ｈに沿って２つに分割されて配置されており、車体３の腰部と側部とにそれぞれ対応して配置されている。ルーバー部７Ｂは、車体端面３ａの上縁部３ｆに沿って３つに分割されて配置されており、車体３の両肩部及び中央部にそれぞれ対応して配置されている。ルーバー部７Ａは、図５（Ｂ）に示す内側フィン部７ａと、外側フィン部７ｂと、図１及び図２に示す透過部７ｃなどを備えている。ルーバー部７Ｂは、図５（Ａ）に示す内側フィン部７ｄと外側フィン部７ｅなどを備えている。図５（Ｂ）に示すルーバー部７Ａは、図５（Ａ）に示すルーバー部７Ｂとは異なり、車両限界内で比較的余裕のない外側フィン部７ｂの先端部を短縮し、車両限界内で比較的余裕のあるこの内側フィン部７ａの先端部を延長して、気流Ｆのはく離抑制効果を向上させている。
【００３４】
図１〜図５に示す内側フィン部７ａ，７ｄは、気流Ｆの向きを変える部分である。図４に示すように内側フィン部７ａは、車体３と外側フィン部７ｂとの間に配置されており、図３に示すように内側フィン部７ｄは車体３と外側フィン部７ｅとの間に配置されている。内側フィン部７ａは、図５（Ｂ）に示すように、車体端面３ａ側に湾曲する凹状湾曲面７ｇ及び凸状湾曲面７ｈと、この凹状湾曲面７ｇ及び凸状湾曲面７ｈの先端部から延びる平面７ｍ，７ｎとを備える羽根板状の部材である。内側フィン部７ａは、後端部から先端部に向かって車体端面３ａ側に湾曲する湾曲板（曲面板）部分と、この湾曲板部分から先端部に向かって伸びる平面板（平板）部分とによって一体に形成されている。内側フィン部７ａは、車両２と対向する側の表面に凹状湾曲面７ｇとこの凹状湾曲面７ｇと連続する平面７ｍとを備えており、車両２と対向する側とは反対側の表面に凸状湾曲面７ｈとこの凸状湾曲面７ｈと連続する平面７ｎとを備えている。内側フィン部７ｄは、図５（Ａ）に示すように、図５（Ｂ）に示す内側フィン部７ａと同様の羽根板状の部材であり、車体端面３ａ側に湾曲する凹状湾曲面７ｇ及び凸状湾曲面７ｈを備えているが、内側フィン部７ａとは異なり平面７ｍ，７ｎを備えていない。内側フィン部７ａ，７ｄは、外側フィン部７ｂ，７ｅよりも長く形成されており、内側フィン部７ａは内側フィン部７ｄとは異なり湾曲板部分の先端に平面板部分を延長したような形状に形成されている。内側フィン部７ａ，７ｄの先端部は、車体端面３ａ側に湾曲しており、車体端面３ａよりも僅かに前方に突出している。内側フィン部７ａ，７ｄの後端部は、車体側面３ｂ，３ｃ側及び車体上面３ｄ側に湾曲してこれらの表面と略平行に形成されており、これらの表面よりも僅かに突出している。
【００３５】
図１〜図５に示す外側フィン部７ｂ，７ｅは、内側フィン部７ａ，７ｄとの間で気流Ｆの向きを変える部分であり、図１及び図３〜図５に示すように内側フィン部７ａ，７ｄの外側に所定の間隔をあけて配置されている。外側フィン部７ｂ，７ｅは、図５に示すように、内側フィン部７ａ，７ｄと同様の羽根板状の部材であり、車体端面３ａ側に湾曲する凹状湾曲面７ｉ及び凸状湾曲面７ｊを備えているが、内側フィン部７ａとは異なり先端部が平面に形成されていない。外側フィン部７ｂ，７ｅは、内側フィン部７ａ，７ｄと対向する側の表面に凹状湾曲面７ｉを備え、内側フィン部７ａ，７ｄと対向する側とは反対側の表面に凸状湾曲面７ｊを備えている。外側フィン部７ｂ，７ｅの先端部は、車体端面３ａ側に湾曲しており、内側フィン部７ａ，７ｄの先端部よりも僅かに前方に突出している。外側フィン部７ｂ，７ｅの後端部は、内側フィン部７ａ，７ｄに沿って湾曲しており、この内側フィン部７ａ，７ｄの後端部よりも僅かに前方に突出している。
【００３６】
図１〜図３に示す透過部７ｃ，７ｆ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７ｃ，７ｆ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及び図２に示す前面窓３ｊ及び側窓３ｋと対向する部分に形成されている。透過部７ｃ，７ｆは、図１に示すように、ルーバー部７Ａ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、図３に示すように透過部７ｃは内側フィン部７ａの一部に形成されており、透過部７ｆは外側フィン部７ｂの一部に形成されている。透過部７ｃ，７ｆ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。
【００３７】
図５（Ｂ）に示す支持部８Ａは、内側フィン部７ａ及び外側フィン部７ｂを車体３に支持する部分であり、図５（Ａ）に示す支持部８Ｂは内側フィン部７ｄ及び外側フィン部７ｅを車体３に支持する部分である。支持部８Ａ，８Ｂは、図５に示すように、内側フィン部７ａ，７ｄ及び外側フィン部７ｂ，７ｅの長さ方向に所定の間隔をあけて複数配置されており、内側フィン部７ａ，７ｄと外側フィン部７ｂ，７ｅとを連結するとともに、この外側フィン部７ｂ，７ｅと車体３とを連結する。支持部８Ａ，８Ｂは、上流側及び下流側の端部に丸みが付与されて両面が平坦な板状の部材であり、図示しないボルト又はねじなどの締結部材によって車体３に着脱自在に固定されている。
【００３８】
図１〜図５に示す誘導部９は、車両２の車体端面３ａに向かう気流Ｆをはく離抑制部６に導く部分である。誘導部９は、車両２の車体端面３ａよりも前側で気流Ｆを衝突させてこの衝突した気流Ｆをはく離抑制部６に導く。誘導部９は、図３〜図５に示すように、この誘導部９に衝突した気流Ｆがルーバー部７Ａ，７Ｂの内側フィン部７ａ，７ｄとこの誘導部９との間の間隙部に向かうように、この衝突した気流Ｆを誘導する。誘導部９は、図１〜図４に示すように、車両２の車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿ってこの車体端面３ａから突出している。誘導部９は、車両２の車体端面３ａに幅Ｗd1で配置されており、図１〜図３及び図５に示すようにこの車体端面３ａから高さＨd1だけ突出している。誘導部９は、図１、図３及び図５に示すように、この誘導部９に衝突した気流Ｆの向きを変えてこの衝突した気流Ｆをはく離抑制部６に誘導する。誘導部９は、図３〜図５に示すように、底面が略二等辺三角形状の柱状体の側面を車体端面３ａに接合させるように配置した前面突起部である。誘導部９は、図１〜図４に示すように、車両２の長さ方向（Ｘ軸方向）にこの誘導部９の高さ方向が一致し、車両２の左右方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）にこの誘導部９の幅方向が一致するように配置されている。誘導部９は、図３〜図５に示す傾斜面９ａ，９ｂと、先端部９ｃと、外側縁部９ｄと、内側縁部９ｅなどを備えている。
【００３９】
図３〜図５に示す傾斜面９ａは、車両２の車体端面３ａの前方からこの車両２の車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに向かって傾斜する部分である。傾斜面９ｂは、車両２の車体端面３ａの前方から傾斜面９ａとは反対側に向かって傾斜する部分である。傾斜面９ａ，９ｂは、図１及び図２に示すように、略均一な幅Ｗd1及び高さＨd1の長板状の部材であり、表面が円弧面又は平坦面に形成されており、曲率半径の大きな凸状に湾曲する曲面又は略一定角度で傾斜する平面である。傾斜面９ａ，９ｂは、図３〜図５に示すように、垂直面及び水平面で切断したときの断面形状が山形であり、同一形状の２つの直角三角形の短辺同士を接合した大三角形である。傾斜面９ａ，９ｂは、車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿って連続して幅Ｗd1及び高さＨd1で形成されている。傾斜面９ａ，９ｂは、幅Ｗd1が50 mm未満であるとはく離抑制部６に気流Ｆを誘導する効果が低減し、この幅Ｗd1が300mmを越えると大型化してしまうため、この幅Ｗd1が50〜300mmの範囲内に設定されている。傾斜面９ａ，９ｂは、高さＨd1が20mm未満であるとはく離抑制部６に気流Ｆを誘導する効果が低減し、この高さＨd1が100mmを越えると車両２の車両限界を超えてしまうため、この高さＨd1が20〜100mmの範囲内に設定されている。
【００４０】
図５に示す先端部９ｃは、傾斜面９ａ，９ｂの頂部である。先端部９ｃは、傾斜面９ａと傾斜面９ｂとが交わる部分に形成されており、この傾斜面９ａ，９ｂと連続し滑らかに接合している。先端部９ｃは、垂直面及び水平面で切断したときの断面形状が円形、楕円形又は鈍角状に形成されている。外側縁部９ｄは、車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈと接合する部分である。外側縁部９ｄは、傾斜面９ａの外側端部に形成されており、上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈと一致している。外側縁部９ｄは、図３及び図４に示すように、上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈとの間に段差部が形成されないように、車両２の車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄと同一高さ（面一）でこの車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄと連続し滑らかに接合している。内側縁部９ｅは、車両２の車体端面３ａと接合する部分であり、傾斜面９ｂの内側端部に形成されている。
【００４１】
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。
例えば、図１〜図５に示すはく離抑制部６及び誘導部９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の上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈからはく離して、車体側面３ｂ，３ｃ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。
【００４２】
一方、図１〜図５に示すはく離抑制部６及び誘導部９が存在する状態で車両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が誘導部９によってはく離抑制部６に導かれるとともに、この誘導部９に衝突した気流Ｆもこの誘導部９によってはく離抑制部６に導かれる。誘導部９によってはく離抑制部６に気流Ｆが導かれると、車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄと内側フィン部７ａ，７ｄとの間の間隙部Δ11を気流Ｆが通過するとともに、内側フィン部７ａ，７ｄと外側フィン部７ｂ，７ｅとの間の間隙部Δ12を気流Ｆが通過する。このため、車体端面３ａ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。気流Ｆが車体端面３ａに衝突すると、車体端面３ａに衝突した気流Ｆが誘導部９の傾斜面９ｂによって止められて、この車体端面３ａの前方に圧力の高い領域が形成される。このため、この圧力の高い領域に衝突した気流Ｆが誘導部９の傾斜面９ａによってはく離抑制部６に導かれてこの気流Ｆが車体端面３ａからはく離するのが抑制される。その結果、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大するのを抑制し、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。
【００４３】
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からこの車両２の車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに気流Ｆを導くことによって、この車両２の先頭部からの気流Ｆのはく離をはく離抑制部６が抑制し、この車体端面３ａに向かう気流Ｆをこのはく離抑制部６に誘導部９が導く。このため、はく離抑制部６のみを設置しただけではこの車体端面３ａからの気流Ｆのはく離を十分に抑制できないようなときに、誘導部９によって気流Ｆをはく離抑制部６に簡単に導くことができる。
【００４４】
(2) この第１実施形態では、車両２の車体端面３ａよりも前側で気流Ｆを衝突させてこの衝突した気流Ｆをはく離抑制部６に誘導部９が導く。このため、車両２の車体端面３ａに向かう気流Ｆをはく離抑制部６に簡単に導くことができ、この車体端面３ａからの気流Ｆのはく離を抑制することができる。
【００４５】
(3) この第１実施形態では、車両２の車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿ってこの車体端面３ａから誘導部９が突出する。このため、誘導部９に気流Ｆを衝突させて、この衝突した気流Ｆをこの誘導部９によってはく離抑制部６に導き、車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄにこの衝突した気流Ｆを簡単に導くことができる。
【００４６】
(4) この第１実施形態では、車両２の車体端面３ａの前方からこの車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに向かって傾斜する傾斜面９ａを誘導部９が備えている。このため、誘導部９に衝突した気流Ｆを傾斜面９ａによってはく離抑制部６に簡単に導くことができる。その結果、車体端面３ａから気流Ｆがはく離するのを抑制して、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、トンネル微気圧波の発生を低減することができる。
【００４７】
(5) この第１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９の断面形状が山形である。このため、簡単な構造の誘導部９によって車体端面３ａからの気流Ｆのはく離を抑制することができるとともに、車両２の外観が大きく変化することがなく車両２の美観が損ねられるのを防ぐことができる。
【００４８】
(6) この第１実施形態では、車両２の車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄと内側フィン部７ａ，７ｄとの間の間隙部Δ11にルーバー部７Ａ，７Ｂが気流Ｆを通過させるととともに、この内側フィン部７ａ，７ｄと外側フィン部７ｂ，７ｅとの間の間隙部Δ12にこのルーバー部７Ａ，７Ｂが気流Ｆを通過させる。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。
【００４９】
(7) この第１実施形態では、車両２の車体端面３ａ側に湾曲する凸状湾曲面７ｈ，７ｊを内側フィン部７ａ，７ｄ及び外側フィン部７ｂ，７ｅが備えている。このため、誘導部９によって導かれた気流Ｆを凸状湾曲面７ｈ，７ｊによって車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに簡単に導くことができる。
【００５０】
(8) この第１実施形態では、車両２の車体端面３ａが切妻形状である。このため、車両２の車体端面３ａが角断面先頭部の切妻形状であって、はく離抑制部６のみを設置しただけではこの車体端面３ａからの気流Ｆのはく離を十分に抑制できないときに、誘導部９によって気流Ｆをはく離抑制部６に簡単に導くことができる。
【００５１】
（第２実施形態）
以下では、図１〜図５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６〜図１０に示すはく離抑制部６は、フィン部１０Ａ，１０Ｂと支持部１１Ａ，１１Ｂなどを備えている。図６、図７、図９及び図１０（Ｂ）に示すフィン部１０Ａは、車体側面３ｂ，３ｃとの間の間隙部Δ2に気流Ｆを通過させる部分である。図６〜図８及び図１０（Ａ）に示すフィン部１０Ｂは、車体上面３ｄとの間の間隙部Δ2に気流Ｆを通過させる部分である。フィン部１０Ａ，１０Ｂは、図５に示す内側フィン部７ａ，７ｄ及び外側フィン部７ｂ，７ｅと同様の羽根板状の部材である。フィン部１０Ａは、図１〜図３に示す透過部７ｃ，７ｄと同様の図６及び図７に示す透過部１０ｃと、図５（Ｂ）に示す凹状湾曲面７ｇ、凸状湾曲面７ｈ及び平面７ｍ，７ｎと同様の図１０（Ｂ）に示す凹状湾曲面１０ｇ、凸状湾曲面１０ｈ及び平面１０ｍ，１０ｎを備えている。フィン部１０Ｂは、図５（Ａ）に示す凹状湾曲面７ｇ及び凸状湾曲面７ｈと同様の図１０（Ａ）に示す凹状湾曲面１０ｇ及び凸状湾曲面１０ｈを備えている。フィン部１０Ａ，１０Ｂの先端部は、図５に示すように、車体端面３ａ側に湾曲しており、車体端面３ａよりも僅かに前方に突出している。フィン部１０Ａ，１０Ｂの後端部は、車体側面３ｂ，３ｃ側及び車体上面３ｄ側に湾曲してこれらの表面と略平行に形成されており、これらの表面よりも僅かに突出している。支持部１１Ａは、フィン部１０Ａを車体３に支持する部分であり、支持部１１Ｂはフィン部１０Ｂを車体３に支持する部分である。支持部１１Ａ，１１Ｂは、図５に示す支持部８Ａ，８Ｂと同様に、フィン部１０Ａ，１０Ｂの長さ方向に所定の間隔をあけて複数配置されており、フィン部１０Ａ，１０Ｂと車体３とを連結する。支持部１１Ａ，１１Ｂは、上流側及び下流側の端部に丸みが付与されて両面が平坦な板状の部材であり、図示しないボルト又はねじなどの締結部材によって車体３に着脱自在に固定されている。
【００５２】
次に、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の作用を説明する。
図６〜図９に示す状態で車両２がＸ軸方向に高速で走行すると、車体端面３ａに衝突した気流Ｆが誘導部９によってはく離抑制部６に導かれるとともに、この誘導部９に衝突した気流Ｆもこの誘導部９によってはく離抑制部６に導かれる。誘導部９によってはく離抑制部６に気流Ｆが導かれると、車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄとフィン部１０Ａ，１０Ｂとの間の間隙部Δ2を通過する。このため、車体端面３ａ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大するのを抑制し、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。
【００５３】
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には、第１実施形態効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、車両２の車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄとの間の間隙部Δ2に気流Ｆを通過させるフィン部１０Ａ，１０Ｂをはく離抑制部６が備えている。このため、図１〜図５に示す内側フィン部７ａ，７ｄ及び外側フィン部７ｂ，７ｅを備えるルーバー部７Ａ，７Ｂに比べて、気流Ｆのはく離抑制効果を維持しつつはく離抑制部６の構造を簡単にすることができる。このため、例えば、一方の車両２と他方の車両２とが連結された状態で曲線を走行する場合に、一方の車両２側のはく離抑制部６と他方の車両２側のはく離抑制部６とが干渉するのを防ぐことができる。
【００５４】
(2) この第２実施形態では、車両２の車体端面３ａに湾曲する凸状湾曲面１０ｈをフィン部１０Ａ，１０Ｂが備えている。このため、誘導部９によって導かれた気流Ｆを凸状湾曲面１０ｈによって車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄに簡単に導くことができる。
【００５５】
（第３実施形態）
図１１〜図１３に示す誘導部９は、ルーバー部７Ａ，７Ｂと車体３との間に配置されている。誘導部９は、図１１〜図１３に示すように、車両２の車体端面３ａに幅Ｗd2（例えばＷd2=Ｗd1/2）で配置されており、この車体端面３ａから高さＨd1だけ突出している。図１１〜図１３に示す誘導部９は、図１〜図１０に示す誘導部９と同様に、車両２の車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿ってこの車両２の車体端面３ａに幅Ｗd2で配置されており、この車体端面３ａから高さＨd1だけ突出している。誘導部９は、底面が略直角三角形状の柱状体の側面を車体端面３ａに接合させるように配置した前面突起部である。誘導部９は、車両２の長さ方向（Ｘ軸方向）にこの誘導部９の高さ方向が一致し、車両２の左右方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）にこの誘導部９の幅方向が一致するように配置されている。誘導部９は、図１３に示すように、図５及び図１０に示す誘導部９の傾斜面９ｂと内側縁部９ｅとを備えておらず、外側縁部９ｄとは反対側に車体端面３ａに対して略垂直に形成された平坦面９ｆを備えている。誘導部９は、図１１〜図１３に示すように、水平面及び垂直面で切断したときの断面形状が山形であり、図５及び図１０に示す誘導部９を先端部９ｃで1/2に切断したような半大三角形に形成されている。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。
【００５６】
（第４実施形態）
図１４〜図１６に示す誘導部９は、図１１〜図１３に示す誘導部９と同一形状であり、図６〜図１０に示すフィン部１０Ａ，１０Ｂと車体３との間に配置されている。図１４〜図１６に示す誘導部９は、図１１〜図１３に示す誘導部９と同様に、車両２の車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿ってこの車両２の車体端面３ａに幅Ｗd2で配置されており、この車体端面３ａから高さＨd1だけ突出している。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。
【００５７】
（第５実施形態）
図１７〜図１９に示す誘導部９は、ルーバー部７Ａ，７Ｂと車体３との間に配置されている。誘導部９は、車両２の車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿ってこの車両２の車体端面３ａに幅Ｗd2で配置されており、この車体端面３ａから高さＨd1だけ突出している。誘導部９は、平板を鋭角に折り曲げて車体端面３ａと接合する側の表面を平坦面に形成しこの車体端面３ａと接合する側とは反対側の表面を傾斜面又は平坦面に形成した前面突起部である。傾斜面９ａは、略均一な厚さ及び幅Ｗd2の長板状の曲面又は平面である。傾斜面９ａは、図１７及び図１８に示すように、垂直面及び水平面で切断したときの断面形状が山形であり、略Ｖ字形の鋭角部の先端を上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈと一致させた大Ｖ字形である。傾斜面９ａは、車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿って連続して幅Ｗd2及び高さＨd1で形成されている。先端部９ｃは、傾斜面９ａの上端部に形成されており、車体端面３ａとの間に間隔をあけて配置されている。先端部９ｃは、垂直面及び水平面で切断したときの断面形状が円形又は楕円形に形成されており、空気抵抗を低減するための丸み部を備えている。この第５実施形態には、第１実施形態〜第４実施形態と同様の効果がある。
【００５８】
（第６実施形態）
図２０〜図２２に示す誘導部９は、図１７〜図１９に示す誘導部９と同一形状であり、図６〜図１０に示すフィン部１０Ａ，１０Ｂと車体３との間に配置されている。図２０〜図２２に示す誘導部９は、図１７〜図１９に示す誘導部９と同様に、車両２の車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿ってこの車両２の車体端面３ａに幅Ｗd2で配置されており、この車体端面３ａから高さＨd1だけ突出している。この第６実施形態には、第１実施形態〜第５実施形態と同様の効果がある。
【００５９】
（第７実施形態）
図２３に示す誘導部９は、図１〜図５、図１１〜図１３及び図１７〜図１９に示すルーバー部７Ａ，７Ｂと車体３との間に配置されるとともに、図６〜図１０、図１４〜図１６及び図２０〜図２２に示すフィン部１０Ａ，１０Ｂと車体３との間に配置される。図２３示す誘導部９は、図１〜図２２に示す誘導部９と同様に、車両２の車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿ってこの車両２の車体端面３ａに幅Ｗd1，Ｗd2で配置されており、この車体端面３ａから高さＨd2だけ突出している。
【００６０】
図２３（Ａ）に示す傾斜面９ａ，９ｂは、図５及び図１０に示す傾斜面９ａ，９ｂと同一の幅Ｗd1であるが、図５及び図１０に示す傾斜面９ａ，９ｂよりも高さＨd2（例えばＨd2=Ｈd1/2）が低い。図２３（Ａ）に示す傾斜面９ａ，９ｂは、図５及び図１０に示す傾斜面９ａ，９ｂと同様に、表面が円弧面又は平坦面に形成されており、曲率半径の大きな凸状に湾曲する曲面又は略一定角度で傾斜する平面である。図２３（Ａ）に示す傾斜面９ａ，９ｂは、断面形状が山形であって同一形状の２つの直角三角形の短辺同士を接合した小三角形であり、図１〜図１０に示す車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿って連続して幅Ｗd1及び高さＨd2で形成されている。
【００６１】
図２３（Ｂ）に示す傾斜面９ａは、図１３及び図１６に示す傾斜面９ａと同一の幅Ｗd2であるが、図１３及び図１６に示す傾斜面９ａよりも高さＨd2（例えばＨd2=Ｈd1/2）が低い。図２３（Ｂ）に示す傾斜面９ａは、図２３（Ａ）に示す傾斜面９ａと同一形状であり、図２３（Ａ）に示す誘導部９を先端部９ｃで1/2に切断したような半小三角形に形成されており、図１１〜図１６に示す車体端面３ａの上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿って連続して幅Ｗd2及び高さＨd2で形成されている。
【００６２】
図２３（Ｃ）に示す傾斜面９ａは、図１９及び図２２に示す傾斜面９ａと同一の幅Ｗd2であるが、図１９及び図２２に示す傾斜面９ａよりも高さＨd2（例えばＨd2=Ｈd1/2）が低い。図２３（Ｃ）に示す傾斜面９ａは、図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）に示す傾斜面９ａと同一形状であり、略Ｖ字形の鋭角部の先端を図１７〜図２２に示す上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈと一致させた小Ｖ字形であり、この上縁部３ｆ及び側縁部３ｇ，３ｈに沿って連続して幅Ｗd2及び高さＨd2で形成されている。この第７実施形態には、第１実施形態〜第６実施形態と同様の効果がある。
【実施例】
【００６３】
次に、この発明の実施例について説明する。
（風洞試験装置）
図２４に示す風洞試験装置２０は、模型車両３０に向けて空気を流したときにこの模型車両３０の表面の流れの様子を観察する装置である。風洞試験装置２０は、空気を吹き出すノズル（吹出口）２０ａと、このノズル２０ａからの空気を模型車両３０に流す密閉型測定部２０ｂと、この密閉型測定部２０ｂの床面２０ｃ上に模型車両３０を支持する支柱２０ｄと、密閉型測定部２０ｂからの空気を吸い込む図示しない吸込部（コレクタ）などを備えている。この実験では、財団法人鉄道総合技術研究所の風洞技術センター（米原）内における密閉胴型の大型低騒音風洞試験装置を使用した。模型車両３０は、断面が翼型形状の２本の支柱２０ｄを利用して床面２０ｃに固定した。図２４（Ａ）に示すように、ノズル２０ａの先端から車両先頭部３０ｂまでの距離は1565mm、床面２０ｃの表面から模型車両３０の底面までの距離は229mm（実物のレール底面から車両底面までの距離に相当）であり、実験風速Ｕ=50m/sに設定した。模型車両３０の幅Ｗ=560mmを代表長さとしたレイノルズ数Ｒe=1.9×106（Ｒe=ＵＷ／ν=50×0.56/(1.5×10-5)、空気の動粘性係数ν）である。図２４（Ａ）（Ｂ）に示すように、座標系は、車両先頭部３０ｂの上端の幅方向の中心点を原点として、レール方向（流れ方向）をＸ軸、まくらぎ方向をＹ軸、これらの右手座標系で鉛直上方をＺ軸として設定した。
【００６４】
（模型車両）
図２４及び図２５に示す模型車両３０は、実際の鉄道車両を模擬（縮小）した大型風洞試験用模型車両である。模型車両３０は、図２４及び図２５に示す車両本体部３０ａと、図２４（Ｃ）に示す車両本体部３０ａに着脱自在に装着される車両先頭部３０ｂと、図２４及び図２５に示すルーバー部３０ｄ，３０ｅと、誘導部３０ｆなどを備えている。模型車両３０は、在来線型車両の５分の１縮尺模型であり、高さＨ=560mm、全長Ｌ=3920mmである。模型車両３０は、車両断面が矩形であって、屋根面が完全にフラットな板であり、側面と屋根面が接続する部分が角であり、先頭部形状も角である。模型車両３０は、１両であり、２本の支柱２０ｄを除き、床下機器類は一切無くフラットである。図２４及び図２５に示す模型車両３０は、図１１〜図１３に示すルーバー部７Ａ，７Ｂと誘導部９とを備えている。ルーバー部３０ｄ，３０ｅは、車両本体部３０ａの先頭部に着脱自在であり、図１１〜図１３に示すルーバー部７Ａ，７Ｂに対応する。誘導部３０ｆは、車両本体部３０ａの先頭部に着脱自在であり、図１１〜図１３に示す断面形状が大三角形の誘導部９に対応する。図２５に示すルーバー高さｈ1は、模型車両３０の車体側方（左右方向）におけるルーバー部３０ｄの突出量である。ルーバー高さｈ2は、模型車両３０の車体上方（上下方向）におけるルーバー部３０ｅの突出量である。ルーバー高さｈ3は、模型車両３０の車体前方（流れ方向(レールの長さ方向)）におけるルーバー部３０ｄ，３０ｅの突出量である。前面突起高さｄは、模型車両３０の車体前方（流れ方向(レールの長さ方向)）における誘導部３０ｆの突出量である。ルーバー部３０ｄ，３０ｅは、ルーバー高さｈ1が3mm、ルーバー高さｈ2が7mm、ルーバー高さｈ3が33mmの１種類を作成し、誘導部３０ｆは前面突起高さｄが11mmの１種類を作成した。
【００６５】
（タフト法による可視化）
図２４に示す風洞試験装置２０に模型車両３０を設置し風洞試験を実施した。風洞試験は、図２４及び図２５に示すルーバー部３０ｄ，３０ｅ及び誘導部３０ｆを設置した場合と、ルーバー部３０ｄ，３０ｅ及び誘導部３０ｆを設置しなかった場合とについてそれぞれ実施した。模型車両３０の周りの流れの様子を調べるため、図２４及び図２５に示すようにタフト法による可視化を実施した。ここで、タフト法とは、物体表面の流れの様子を糸や毛糸などの気流糸を用いて観察し、流れの方向、はく離域及び不安定域などを可視化したものである。図２４及び図２５に示すタフト４０は、綿糸#30であり、車体表面（屋根面及び側面）に接着剤で貼り付けた。図２４（Ａ）（Ｂ）及び図２５（Ａ）（Ｂ）に示すように、Ｘ軸方向には車両先頭部３０ｂの先端から所定位置に１列目を貼り付け、所定のピッチで設置した。また、図２４（Ａ）及び図２５（Ａ）に示すように、Ｚ軸方向には側面にそれぞれ５行分を貼り付けた。図２４（Ｂ）及び図２５（Ｂ）に示すように、Ｙ軸方向には上面にそれぞれ６行分を貼り付けた。この実験では、タフト４０の動きに応じて「はく離」、「はく離無し」の各領域を次のように定義した。「はく離」領域は、タフト４０が流れと逆方向を向いている領域とし、「はく離無し」領域はタフト４０が流れ方向（順方向）を向いている領域とした。流れは、「はく離」と「はく離無し」の間で「再付着」する。なお、全タフト４０が順方向の場合であっても、タフト４０が設置されていない車両先頭部３０ｂの端部近傍で微小なはく離領域が存在する場合や３次元はく離の場合には、必ずしもはく離領域で逆流しているとは限らない場合が考えられる。しかし、この実験では、そのようなはく離領域は捉えることは困難なことから考慮せず、タフト４０が順方向の場合は「はく離無し」とした。
【００６６】
（空気抵抗測定装置）
図２４（Ｃ）に示す空気抵抗測定装置５０は、模型車両３０に作用する空気抵抗を測定する装置であり、この模型車両３０を固定した状態で密閉型測定部２０ｂの床面２０ｃ下に設置されている。空気抵抗測定装置５０は、ピラミッド天秤（島津製作所製  ピラミッド形ロードセル式六分力天秤）であり、模型車両３０に作用する空気抵抗を測定する。この実験では、サンプリング周波数は10Hzであり、１回の収録で100個（10秒間）のデータを収録し、測定した空気抵抗ＦDから空気抵抗係数ＣDを算出した。ここで、空気抵抗係数ＣD=ＦD/(0.5ρＵ2Ａ車両)であり、空気抵抗ＦD(N)、空気密度ρ(kg/m3)、模型車両３０の投影断面積Ａ車両=0.56×0.56=0.3136(m2)である。
【００６７】
（実験結果）
実験では、図２５に示すルーバー部３０ｄ，３０ｅ及び誘導部３０ｆが車両限界内に納まるように実物の車体からの突出量がなるべく少なく、かつ、流れのはく離が効果的に抑制される在来線車両の上面形状を探した。表１は、流れのはく離抑制効果が高く車体表面からの突出量が小さい形状を代表的な実験結果として示す一覧表である。
【００６８】
【表１】
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【００６９】
表１に示す「ルーバー＋前面突起」は、図２５に示すルーバー高さｈ1が3mm（実物換算サイズ17mm）であり、ルーバー高さｈ2が7mm（実物換算サイズ37mm）であり、ルーバー高さｈ3が33mm（実物換算サイズ165mm）であり、前面突起高さｄが11mm（実物換算サイズ55mm）であり、前面突起幅ｗが35mm（実物換算サイズ175mm）である。図２７に示すように、ルーバー部３０ｄ，３０ｅ及び誘導部３０ｆがない場合には屋根面の先頭部から約９列目までのタフト４０の多くが流れと逆方向を向いており、流れのはく離領域が９列目付近まで存在しており、先頭部付近で流れがはく離していることが確認された。一方、図２６に示すように、ルーバー部３０ｄ，３０ｅ及び誘導部３０ｆがある場合には屋根面の先頭部以降の全てのタフト４０が流れ方向を向いており、ルーバー部３０ｄ，３０ｅ及び誘導部３０ｆによって気流のはく離領域の大きさが効果的に抑制されることが確認された。また、表１に示すように、ルーバー部３０ｄ，３０ｅ及び誘導部３０ｆがない場合の空気抵抗係数ＣDに比べて、ルーバー部３０ｄ，３０ｅ及び誘導部３０ｆがある場合の空気抵抗係数ＣDが小さくなっており、ルーバー部３０ｄ，３０ｅ及び誘導部３０ｆを設置することによって空気抵抗を低減可能なことが確認された。
【００７０】
（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、車体３の先頭部形状が切妻形状である場合を例に挙げて説明したが、先頭部形状が流線型の場合などについてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、誘導部９を車体端面３ａの上側及び両側に配置した場合を例に挙げて説明したが、車体端面３ａの両側又は上側の少なくとも一方に誘導部９を配置することもできる。
【００７１】
(2) この実施形態では、傾斜面９ａ，９ｂの断面形状が曲面又は平面である場合を例に挙げて説明したが、この傾斜面９ａ，９ｂの断面形状が円又は楕円の一部に形成したり、任意の丸み部に形成したり、一部を平坦面に形成し残部を曲面に形成したり、平板を複数箇所で折り曲げて形成した多角形に形成したりすることもできる。また、この実施形態では、誘導部９の断面形状が略二等辺三角形、略直角三角形又は略Ｖ字形であ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。
【００７２】
(3) 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。また、この実施形態では、ルーバー部７Ａ，７Ｂ及びフィン部１０Ａ，１０Ｂをはく離抑制部６が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の両側にフィン部１０Ａを備えるはく離抑制部６を配置し、車体端面３ａの上側にルーバー部７Ｂを備えるはく離抑制部６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側のはく離抑制部６の形状を大きくすることができる。同様に、車体端面３ａの両側及び上側のはく離抑制部６の一部がルーバー部７Ａ，７Ｂを備え、残部がフィン部１０Ａ，１０Ｂを備えるような構造にすることもできる。
【００７３】
(4) この実施形態では、ルーバー部７Ａ，７Ｂ及びフィン部１０Ａ，１０Ｂの表面形状が円弧状の板状部材である場合を例に挙げて説明したが、これらの表面形状が楕円形状、楕円形の一部、又は曲率を有する湾曲面状などの丸みを有する板状部材である場合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、車両２の前側に他の車両２を連結可能な場合を例に挙げて説明したが、はく離抑制部６を柔軟な可撓性部材によって形成し、前側の車両２のはく離抑制部６の先端部と後側の車両２のはく離抑制部６の先端部とを突き合せて密着可能な構造にすることもできる。さらに、この実施形態では、はく離抑制部６の一部が透過部７ｃ，７ｆ，１０ｃを備える場合を例に挙げて説明したが、はく離抑制部６の全部を透明又は半透明にすることもできる。
【００７４】
(4) この実施形態では、内側フィン部７ａ，７ｄ及び外側フィン部７ｂ，７ｅ並びにフィン部１０Ａ，１０Ｂが湾曲面を備える場合を例に挙げて説明したが、これらの一部が湾曲面を備え、残部が平面を備える場合や、これらが平板を複数箇所で折り曲げて形成した多角形である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、この第１実施形態、第３実施形態及び第５実施形態では、ルーバー部７Ａ，７Ｂの内側フィン部７ａ，７ｄと外側フィン部７ｂ，７ｅとが異なる形状である場合を例に挙げて説明したが、両者を同一形状に形成することもできる。さらに、この第１実施形態、第３実施形態及び第５実施形態では、ルーバー部７Ａの内側フィン部７ａの先端部を平面板によって延長した場合を例に挙げて説明したが、ルーバー部７Ｂの内側フィン部７ｄの先端部を平面板によって延長したり、ルーバー部７Ｂのみの内側フィン部７ｄの先端部を平面板によって延長したりすることもできる。例えば、車体上面３ｄ側の車両限界が狭いときには、ルーバー部７Ｂの内側フィン部７ｄの先端部を平面板によって延長することもできる。同様に、この第５実施形態では、内側フィン部７ａの先端部を平面板によって延長する場合を例に挙げて説明したが、内側フィン部７ｄ及び外側フィン部７ｂ，７ｅの先端部を平面板によって延長したり、外側フィン部７ｂ，７ｅのみの先端部を平面板によって延長したり、平面板に代えて湾曲板によって連続して同じ曲線半径で延長したりすることもできる。
【符号の説明】
【００７５】
１  軌道
２  車両（移動体）
３  車体
３ａ  車体端面（前面）
３ｂ，３ｃ  車体側面（側面）
３ｄ  車体上面（上面）
３ｆ  上縁部
３ｇ，３ｈ  側縁部
４  台車
５  気流はく離抑制構造
６  はく離抑制部
７Ａ，７Ｂ  ルーバー部
７ａ，７ｄ  内側フィン部
７ｂ，７ｅ  外側フィン部
７ｇ，７ｉ  凹状湾曲面
７ｈ，７ｊ  凸状湾曲面
７ｍ，７ｎ  平面
８Ａ，８Ｂ  支持部
９  誘導部
９ａ，９ｂ  傾斜面
９ｃ  先端部
９ｄ  外側縁部
９ｅ  内側縁部
１０Ａ，１０Ｂ  フィン部
１１Ａ，１１Ｂ  支持部
Ｆ  気流
Δ11，Δ12，Δ2  間隙部
Ｗd1，Ｗd2  幅
Ｈd1，Ｈd2  高さ
Ｘ  移動方向（長さ方向）
Ｙ  左右方向
Ｚ  上下方向
【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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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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