(57)【要約】【課題】空力ブレーキ板を回転することにより展開することで、専有スペースを小さくする。【解決手段】各空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの扇形中心部が、車体２に対し車両前後方向の回転軸１２Ｌ，１２Ｒについて回転可能に設ける。車体２には、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの回転軌跡に合致するようにかつ空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの扇形中心部と扇形外周部とに対応して円弧状の第１及び第２のガイドレール１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｒ，１４Ｌを配設する。空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒには、ガイドレール１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｒ，１４Ｌにスライド可能に係合するスライダ１５Ｌ，１５Ｒ，１６Ｌ，１６Ｒをそれぞれ設ける。この空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒを、空気シリンダ１７Ｌ，１７Ｒを用いて回転により突出動作させる。【選択図】図１
2005041325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空力ブレーキ板を車体内部から車体上方に突出させ、その突出させた空力ブレーキ板によってブレーキ力を発生させる鉄道車両用空力ブレーキ装置であって、
車両前後方向の回転軸について回転可能に設けられ鉛直面内において回転する空力ブレーキ板と、
前記空力ブレーキ板に一端が連結され他端が車体に連結される駆動シリンダと、
前記車体と空力ブレーキ板との間に設けられ空力ブレーキ板の、鉛直面内における回転を案内する案内手段とを備えることを特徴とする鉄道車両用空力ブレーキ装置。
【請求項２】
前記空力ブレーキ板は、その回転中心部が車体中央側に配置されると共に車体に回転可能に支持されており、
前記案内手段は、車体側に設けられるスライダと、空力ブレーキ板に設けられ前記スライダにスライド移動可能に係合するガイドレールとを有する請求項１記載の鉄道車両用空力ブレーキ装置。
【請求項３】
前記空力ブレーキ板は、扇形形状で、その回転中心部が車体中央側に配置されると共に車体に回転可能に支持されており、
前記案内手段は、空力ブレーキ板の外周面に接触し前記空力ブレーキ板の突出動作を案内する車体側の案内ローラを有するものである請求項１記載の鉄道車両用空力ブレーキ装置。
【請求項４】
前記空力ブレーキ板、駆動シリンダ及び案内手段は、ブレーキユニットして構成され、このブレーキユニットが、車室と、車室又は通路とを仕切る中空の仕切壁内に配置されている請求項１〜３のいずれかに記載の鉄道車両用空力ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主として緊急停止用に用いられる鉄道車両用空力ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速鉄道車両における空力ブレーキ装置として、連結部の隙間の上部において車体に固定された回転軸に回動できるように取り付けられた可動平板を備え、可動平板を車体の屋根部に対して油圧シリンダにて起伏できるようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。この装置は、通常時（空力ブレーキ力を発生させない時）は、屋根上に可動平板を伏せた状態にして走行風に対して平行にして空気抵抗（走行風の抵抗）を受けないようにする一方、空力ブレーキ力を発生させるときには、油圧シリンダによって可動平板を回転軸まわりに回動し、可動平板を斜めに開き、可動平板が受ける空気抵抗を増大させて大きなブレーキ力を得るようにしたものである。
【０００３】
しかしながら、そのような空力ブレーキ装置は、車両進行方向に直交する回転軸を有し、その回転軸回りに可動平板（空力板）を所定角度だけ回転して、必要な空力ブレーキ力を発生させるものであるため、車両進行方向の風圧に逆らって可動平板を回転させる必要があり、空力ブレーキ力を発生させるのに大きな駆動力が必要とされる。
【０００４】
したがって、大きな駆動力を発生することができる油圧シリンダ（油圧装置）を用いて、可動平板（空力ブレーキ板）を展開する必要があり、空力ブレーキ装置全体の重量が重くなり、油圧シリンダ自体も複雑な機構となる。それに加えて、車両の構体は、その反力を受けるために剛性を高くする必要があり、重量が重くなる。
【０００５】
そこで、出願人は、空力ブレーキ板を展開する時に、車両進行方向に直交する方向に空力ブレーキ板を突出させる構成として、空力ブレーキ板の展開に風圧の影響をあまり受けることがない鉄道車両用の空力ブレーキ装置を開発し、先に出願している（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３３９６２３４号公報（段落番号００１２，００１３）
【特許文献２】特開２００３−２１９４号公報（段落番号０００６，００２９〜００３６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
空力ブレーキ板を、車両進行方向に直交する方向に突出させる構成とすると、アクチュエータのストローク量として、空力ブレーキ板を突出させるストローク量に対応する量だけ必要とされ、空力ブレーキ装置を配置するために必要とされる専有スペースが大きくなる傾向となる。
【０００７】
また、空力ブレーキ板（スライダ）を車体（ガイドレール）に対し直線的にスライド移動させるため、安定した直線移動を確保するためには、空力ブレーキ板を保持する点（スライダ）が多いことが望ましい。
【０００８】
さらに保持点（スライダ）が移動するので、移動する範囲全体に亘って風圧が作用することを前提に、空力ブレーキ板の剛性を高めなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、空力ブレーキ板を車体内部から車体上方に突出させ、その突出させた空力ブレーキ板によってブレーキ力を発生させる鉄道車両用空力ブレーキ装置であって、車両前後方向の回転軸について回転可能に設けられ鉛直面内において回転する空力ブレーキ板と、前記空力ブレーキ板に一端が連結され他端が車体に連結される駆動シリンダと、前記車体と空力ブレーキ板との間に設けられ空力ブレーキ板の、鉛直面内における回転を案内する案内手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このようにすれば、空力ブレーキ板は、回転軸、駆動シリンダ及び案内手段とで回転可能に支持されることになり、駆動シリンダを伸長動作させることで、回転軸を中心として空力ブレーキ板が回転され、車体上方に突出することになる。このようにして、車体上方（例えば屋根上）に突出した空力ブレーキ板は空気抵抗を受け、空力ブレーキ効果を発揮することになる。
【００１１】
また、前記特許文献２に記載の技術のように、空力ブレーキ板を直進的に押し上げる場合には垂直又は斜め方向に押し上げることになるので、前述したように押し上げる距離に応じたストロークを持つことが駆動シリンダに要求される。これに対して、請求項１の発明は、空力ブレーキ板を回転することで車体上方に押し上げるので、直進的に押し上げる場合のように押し上げる距離に応じたストロークを駆動シリンダが持つ必要がなく、例えば空力ブレーキ板と駆動シリンダとの連結点（位置）を工夫することによって、駆動シリンダのストロークを短くすることができる。
【００１２】
このため、システム全体の専有スペースを小さくすることが可能となる。システム全体の専有スペースを小さくできるので、専有スペースを小さくしたことにより生ずる余剰スペースをゴミ箱や電気機器の収納スペースとして利用できる。
【００１３】
また、空力ブレーキ板は、回転軸で回転可能に支持されているので、少なくとももう１個所（案内手段）で支持されればよく、構造の簡素化も図れる。
【００１４】
この場合、請求項２に記載のように、前記空力ブレーキ板は、その回転中心部が車体中央側に配置されると共に車体に回転可能に支持されており、前記案内手段は、車体側に設けられるスライダと、空力ブレーキ板に設けられ前記スライダにスライド移動可能に係合するガイドレールとを有する構成とすることができる。
【００１５】
このようにすれば、車体側のスライダが、空力ブレーキ板のガイドレールにスライド移動可能に係合するので、それらの係合位置（すなわち空力ブレーキ板を車体に支持する部分）は、空力ブレーキ板の回転（展開）動作中に変化しない。従って、その部分（スライダ付近）の剛性を高めておけば、十分な支持剛性が確保されるので、作動時に空力ブレーキ板に作用する空力抵抗が変化しても、十分に対抗しうる。
【００１６】
また、請求項３に記載のように、前記空力ブレーキ板は、扇形形状で、その回転中心部が車体中央側に配置されると共に車体に回転可能に支持されており、前記案内手段は、空力ブレーキ板の外周面に接触し前記空力ブレーキ板の突出動作を案内する車体側の案内ローラを有する構成とすることもできる。
【００１７】
このようにすれば、駆動シリンダの作動により空力ブレーキ板が突出する際に、空力ブレーキ板の外周面が案内ローラにて案内されつつ回転して空力ブレーキ板が突出することになる。よって、空力ブレーキ板が空気抵抗を受けつつ車体上方に展開する場合に、空力ブレーキ板の回転動作（突出動作）がスムーズに行われる。
【００１８】
請求項４に記載のように、前記空力ブレーキ板、駆動シリンダ及び案内手段は、ブレーキユニットして構成され、このブレーキユニットが、車室と、車室又は通路とを仕切る中空の仕切壁内に配置されている構成とすることができる。
【００１９】
このようにすれば、車室と車室又は通路とを仕切る中空の仕切壁内に、ある程度の専有スペースを必要とするブレーキユニットが配置されるので、デッドスペースとなりやすい仕切壁の内部空間を有効利用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明は、空力ブレーキ板を車体上方に押し上げるのに回転力を利用するようにしているので、駆動シリンダのストロークを短くし、システム全体の専有スペースを小さくすることを実現できる。システム全体の専有スペースを小さくできるので、小さくすることにより生じた余剰スペースを、ゴミ箱や電気機器の設置スペースとして有効利用することが可能になる。
【００２１】
請求項２の発明は、空力ブレーキ板の支持（回転軸による支持と案内手段による支持）する位置が変化しないので、その位置付近の剛性を高めるだけで、空力ブレーキ板の支持剛性を高めることができ、作動時に作用する空力抵抗に対抗することができる。
【００２２】
請求項３の発明は、空力ブレーキ板の突出動作時には、空力ブレーキ板の外周面を案内ローラにて案内するようにしているので、空力ブレーキ板の、突出のための回転がスムーズに行われる。
【００２３】
請求項４の発明は、デッドスペースとなりやすい車室と車室又は通路とを仕切る中空の仕切壁内に、ブレーキユニットを配置しているので、仕切壁の内部空間を有効利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
専有スペースを小さくして、コンパクト化に有利である鉄道車両用空力ブレーキ装置を提供するという目的を、空力ブレーキ板を鉛直面内において回転することにより展開することで実現した。
【実施例】
【００２５】
以下、この発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００２６】
図１は本発明に係る鉄道車両用空力ブレーキ装置の構成を示す正面図、図２は同平面図、図３は同側面図、図４は６両編成の車両の場合に空力ブレーキ装置を設ける位置の説明図である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、本発明に係る鉄道車両用空力ブレーキ装置１Ｌ，１Ｒは、車体２の左右方向中央を境として、左右に対称に配置されている。各空力ブレーキ装置１Ｌ，１Ｒは、車体２の屋根部２ａに形成された開口部（図示せず）を通じて車体外方に回転により突出させ、空気抵抗力を受け空力ブレーキ効果を発生させる空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒを有する。この装置１は、例えば６両編成の場合には、図４に示すように、パンタグラフ３から離れた位置Ｓ１〜Ｓ６に設けられ、編成に空力ブレーキ効果が生ずる。なお、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒが車体上方に突出した状態でも、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒは車両限界Ｓ内に位置するように構成されているのはいうまでもない。
【００２８】
各空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒは、中心角度が９０度以下の扇形形状で、その扇形中心部が、車体２に対し車両前後方向の回転軸１２Ｌ，１２Ｒについて軸受（図示せず）を介して回転可能に設けられている。空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒは、扇形中心部が車体中央側に位置するように配置されている。
【００２９】
また、車体２には、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの回転軌跡に合致するようにかつ空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの扇形中心部と扇形外周部とに対応するように、円弧状の第１及び第２のガイドレール１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｒ，１４Ｌが平行に配設されている。
【００３０】
空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの一側面側には、ガイドレール１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｒ，１４Ｌにスライド可能に係合するスライダ１５Ｌ，１５Ｒ，１６Ｌ，１６Ｒがそれぞれ設けられている。このガイドレール１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｒ，１４Ｌとスライダ１５Ｌ，１５Ｒ，１６Ｌ，１６Ｒとによって、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの突出動作を案内する案内手段が構成される。
【００３１】
この空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒを突出動作させるアクチュエータとしては空気シリンダ１７Ｌ，１７Ｒ（駆動シリンダ）が用いられる。空気シリンダ１７Ｌ，１７Ｒは、シリンダ本体１７Ｌａ，１７Ｒａと、そのシリンダ本体１７Ｌａ，１７Ｒａよりの突出量が変化するピストンロッド１７Ｌｂ，１７Ｒｂとを備え、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの収納状態でほぼ鉛直方向に向くように配置される。空気シリンダ１７Ｌ，１７Ｒのピストンロッド１７Ｌｂ，１７Ｒｂの先端部が前記両ガイドレール１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｒ，１４Ｌの間付近において空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの他側面側に回転可能に連結される一方、シリンダ本体１７Ｌａ，１７Ｒａの基端部が車体２に回転可能に連結されている。
【００３２】
このように、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの一側に空気シリンダ１７Ｌ，１７Ｒが、他側に案内手段（ガイドレール１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｒ，１４Ｌ、スライダ１５Ｌ，１５Ｒ，１６Ｌ，１６Ｒ）がそれぞれ設けられ、互いに干渉しない構成とされている。
【００３３】
そして、非常停止時には、空気制御回路の開閉弁（図示せず）が開かれ、図示しない空気タンク（車上空気源）より空気が空気シリンダ１７Ｌ，１７Ｒに供給され、空気シリンダ１７Ｌ，１７Ｒを伸長動作させて左右の空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒが同時に展開される。なお、車上指令によって開閉弁が開かれ、空気シリンダ１７Ｌ，１７Ｒが作動することになる。
【００３４】
これにより、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒが空気抵抗となって、空力ブレーキ効果が生ずる。
【００３５】
前記実施の形態では、ガイドレールを、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの扇形中心側と扇形外周側と２つ設けているが、必ずしも２つ設ける必要はなく、例えば図５に示すように、扇形外周部のガイドレールのみとすることも可能である。また、ガイドレールに対するスライダも各ガイドレールに対して２つ設ける必要はなく、１つだけ設けるようにしてもよい。
【００３６】
また、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒ側にガイドレールを、車体２側にスライダを設けるようにすることも可能である。車体２側のスライダが固定され、そのスライダに空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒのガイドレールにスライド移動可能に係合するので、それらの係合位置（すなわち空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒを車体２に支持する部分）は、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの回転（展開）動作中に変化せず、その部分（スライダ付近）の剛性を高めておけば、十分な支持剛性を確保することができる。
【００３７】
具体的には、例えば図５に示すように構成することができる。この場合は、空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒの、扇形外周部側にガイドレール１３を設ける一方、それにスライド可能に係合するスライダ１５を車体側に設け、空力ブレーキ板１１の収納状態で空力ブレーキ板１１と空気シリンダ１７（ピストンロッド１７ｂ）との連結部がスライダ１５の位置付近になるように連結される。この場合は、空気シリンダ１７は、鉛直方向を向くように車体２の側部付近にされている。このようにすれば、必要な案内機能を確保して、装置全体の構造をシンプルにすることができる。それに加えて、空気シリンダ（ピストンロッド）と空力ブレーキ板１１Ｌ，１１Ｒとの連結部分が、ガイド機構（スライダ、ガイドレール）の近くに位置するので、空力ブレーキ板１１を突出動作させる際の安定性に優れる。
【００３８】
また、図６及び図７に示すように、ガイドレールやスライダそのものを省略した構造とすることも可能である。
【００３９】
すなわち、中央に空気シリンダ１７を配置し、その左右両側にストリンガー２１Ａ，２１Ｂを介してアルミカバー２２を設け、さらにその外側にアルミハニカムコア２３、機械加工一体パネル２４を順に設ける。それから、それらの周縁を覆うと共にそれらを結合するためにフラットな外板２５Ａと湾曲した外板２５Ｂとを設け、空気シリンダ１７が内蔵された扇形状の空力ブレーキ板１１が構成される。空気シリンダ１７のシリンダ本体１７ａの基端部は、外板２５Ａ，２５Ｂが設けられていない部位から、外部に突出して、ヒンジ部材２６を介して車体２に回転可能に支持される一方、ピストンロッド１７ｂの先端は、固定ボルト２７を介して機械加工一体パネル２４に回転可能に連結されている。この場合、空気シリンダ１７は、空力ブレーキ板１１内に内蔵されている。
【００４０】
機械加工一体パネル２４の扇形中心側は転がり軸受けユニット２８を介して（軸受け、軸受け箱）を介して車体２の回転中心軸に回転可能に支持されている。空気シリンダ１７の伸長時には、車体２側に設けられたローラアッセンブリ２９のローラ２９ａが、外板２５Ｂ上を転動することで空力ブレーキ板１１をスムーズに突出動作させる構成とされている。
【００４１】
前述した実施の形態のほか、本発明は、次のように構成することも可能である。
【００４２】
(i)前記実施の形態においては、空力ブレーキ装置を配置する場所については特に説明していないが、前記空力ブレーキ板、駆動シリンダ及び案内手段を、ユニット化してコンパクトにし、この空力ブレーキ装置を、車室と、車室又は通路とを仕切る仕切壁内に配置し、デッドスペースを有効利用することができる。
【００４３】
具体的には、図８に示すように、車端３１左右の空間部Ｓ１１，Ｓ１２に設けることができるのはもちろん、車室３２（部屋）と、乗降口に通じる通路３３とを仕切る中空の仕切壁３４の空間部Ｓ１３，Ｓ１４（中空内部）や、車室内を第１の車室と第２の車室とに仕切る中空の仕切壁３５の空間部Ｓ１５，Ｓ１６（中空内部）に設けることも可能である。このように、車室内を第１及び第２の車室に仕切壁３５で仕切ることで、例えば、第１の車室を通常の車室（喫煙可能な車室）とし、第２の車室を禁煙席のある車室とすることができる。
【００４４】
(ii)案内手段を構成する車体側のスライダを凸部とする一方、空力ブレーキ板側のガイドレールを前記突部がスライド可能に係合する凹溝とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る鉄道車両用空力ブレーキ装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】同平面図である。
【図３】同側面図である。
【図４】６両編成の車両の場合に空力ブレーキ装置を設ける位置の一例を示す説明図である。
【図５】他の実施の形態の説明図である。
【図６】さらに別の実施の形態の説明図である。
【図７】同分解斜視図である。
【図８】空力ブレーキ装置を設けるスペースの説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１Ｌ，１Ｒ    鉄道車両用空力ブレーキ装置
２    車体
１１Ｌ，１１Ｒ    空力ブレーキ板
１２Ｌ，１２Ｒ    回転軸
１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｒ，１４Ｌ    ガイドレール
１５Ｌ，１５Ｒ，１６Ｌ，１６Ｒ    スライダ
１７，１７Ｌ，１７Ｒ    空気シリンダ
Ｓ１１〜Ｓ１６    空間部
【図１】
2005041325.tif 000003
【図２】
2005041325.tif 000004
【図３】
2005041325.tif 000005
【図４】
2005041325.tif 000006
【図５】
2005041325.tif 000007
【図６】
2005041325.tif 000008
【図７】
2005041325.tif 000009
【図８】
2005041325.tif 000010