(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に衝突した気流をこの鉄道車両の側面に導くとともに、この鉄道車両の前面に衝突した気流をこの鉄道車両の上面に導くことによって、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を備え、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の側面に前記気流を導く部分と、前記鉄道車両の上面の両縁部に前記気流を導く部分と、前記鉄道車両の上面の中心部に前記気流を導く部分とを備え、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の先頭部同志が連結された状態で曲線を走行するときに、一方の鉄道車両側の前記はく離抑制部と他方の鉄道車両側の前記はく離抑制部とが干渉しないように、この鉄道車両の上面の両縁部に前記気流を導く部分及びこの鉄道車両の側面に前記気流を導く部分の突出長さが、この鉄道車両の上面の中心部に前記気流を導く部分の突出長さよりも短いこと、
を特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、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３】
請求項１又は請求項２に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の側面及び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４】
請求項１から請求項３までのずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の側面との間の間隙部とこの鉄道車両の上面との間の間隙部とに前記気流を通過させるフィン部を備えること、
を特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造。
【請求項５】
請求項２又は請求項３に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
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６】
請求項３に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
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、
前記内側フィン部は、前記鉄道車両の前面側に湾曲する湾曲面と、この湾曲面の先端部から伸びる平面とを備えること、
を特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造。
【請求項７】
請求項４に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記フィン部は、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８】
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に衝突した気流をこの鉄道車両の上面に導くことによって、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を備え、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の上面の両縁部に前記気流を導く部分と、前記鉄道車両の上面の中心部に前記気流を導く部分とを備え、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の先頭部同志が連結された状態で曲線を走行するときに、一方の鉄道車両側の前記はく離抑制部と他方の鉄道車両側の前記はく離抑制部とが干渉しないように、この鉄道車両の上面の両縁部に前記気流を導く部分の突出長さが、この鉄道車両の上面の中心部に前記気流を導く部分の突出長さよりも短いこと、
を特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造。
【請求項９】
請求項８に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、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１０】
請求項８又は請求項９に記載の鉄道車両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１１】
請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の上面との間の間隙部に前記気流を通過させるフィン部を備えること、
を特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造。
【請求項１２】
請求項９又は請求項１０に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
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１３】
請求項１０に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
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、
前記内側フィン部は、前記鉄道車両の前面側に湾曲する湾曲面と、この湾曲面の先端部から伸びる平面とを備えること、
を特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造。
【請求項１４】
請求項１１に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記フィン部は、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１５】
請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の移動方向の突出長さＬxであり、前記鉄道車両の移動方向と直交する方向の突出長さＬYであり、前記鉄道車両の幅Ｗであるときに、ＬX／Ｗ＝0.0714以上であり、かつ、ＬY／Ｗ＝0.0358以上であること、
を特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両側に着脱自在に装着可能であること、
を特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両側に折畳可能であること、
を特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の移動方向及び／又はこの移動方向と直交する方向に移動可能であること、
を特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、
前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の運転者が外部を看視するための透過部を備えること、
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。
【０００３】
【特許文献１】特開2003-246265号公報
【発明の開示】
【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１８、図１９、図３０及び図３１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）に衝突した気流をこの鉄道車両の側面（３ｂ，３ｃ）に導くとともに、この鉄道車両の前面に衝突した気流をこの鉄道車両の上面（３ｄ）に導くことによって、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）を備え、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の側面に前記気流を導く部分と、前記鉄道車両の上面の両縁部に前記気流を導く部分と、前記鉄道車両の上面の中心部に前記気流を導く部分とを備え、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の先頭部同志が連結された状態で曲線を走行するときに、一方の鉄道車両側の前記はく離抑制部と他方の鉄道車両側の前記はく離抑制部とが干渉しないように、この鉄道車両の上面の両縁部に前記気流を導く部分及びこの鉄道車両の側面に前記気流を導く部分の突出長さが、この鉄道車両の上面の中心部に前記気流を導く部分の突出長さよりも短い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２及び図３に示すように、請求項１に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、前記はく離抑制部は、内側フィン部（７ａ）と外側フィン部（７ｂ）との間の間隙部（Δ1）に前記気流を通過させるルーバー部（７）を備えることを特徴とする鉄道車両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に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図９及び図１０に示すように、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の側面（３ｂ，３ｃ）及び上面（３ｄ）と内側フィン部（７ａ）との間の間隙部（Δ21）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（Δ22）に前記気流を通過させるルーバー部（７；７Ａ）を備えることを特徴とする鉄道車両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までのずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図１４及び図１５に示すように、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の側面（３ｂ，３ｃ）との間の間隙部（Δ3）とこの鉄道車両の上面（３ｄ）との間の間隙部（Δ3）とに前記気流を通過させるフィン部（１９）を備えることを特徴とする鉄道車両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２又は請求項３に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図２〜図４及び図９〜図１１に示すように、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）を備えることを特徴とする鉄道車両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３に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図２０〜図２２に示すように、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（７ｉ，７ｊ）を備え、前記内側フィン部は、前記鉄道車両の前面側に湾曲する湾曲面（７ｇ，７ｈ）と、この湾曲面の先端部から伸びる平面（７ｍ，７ｎ）とを備えることを特徴とする鉄道車両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４に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図１４〜図１６に示すように、前記フィン部は、前記鉄道車両の前面側に湾曲する湾曲面（１９ｇ，１９ｈ）を備えることを特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造である。
【００１５】
請求項８の発明は、図１８、図１９、図３０及び図３１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）に衝突した気流をこの鉄道車両の上面（３ｄ）に導くことによって、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）を備え、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の上面の両縁部に前記気流を導く部分と、前記鉄道車両の上面の中心部に前記気流を導く部分とを備え、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の先頭部同志が連結された状態で曲線を走行するときに、一方の鉄道車両側の前記はく離抑制部と他方の鉄道車両側の前記はく離抑制部とが干渉しないように、この鉄道車両の上面の両縁部に前記気流を導く部分の突出長さが、この鉄道車両の上面の中心部に前記気流を導く部分の突出長さよりも短い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。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項８に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図２に示すように、前記はく離抑制部は、内側フィン部（７ａ）と外側フィン部（７ｂ）との間の間隙部（Δ1）に前記気流を通過させるルーバー部を備えることを特徴とする鉄道車両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８又は請求項９に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図９に示すように、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の上面（３ｄ）と内側フィン部（７ａ）との間の間隙部（Δ21）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（Δ22）に前記気流を通過させるルーバー部（７；７Ｂ）を備えることを特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造である。
【００１８】
請求項１１の発明は、請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図１４に示すように、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の上面（３ｄ）との間の間隙部（Δ3）に前記気流を通過させるフィン部（１９）を備えることを特徴とする鉄道車両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９又は請求項１０に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図２、図４、図９及び図１１に示すように、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）を備えることを特徴とする鉄道車両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１０に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図２０及び図２２（Ａ）に示すように、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（７ｉ，７ｊ）を備え、前記内側フィン部は、前記鉄道車両の前面側に湾曲する湾曲面（７ｇ，７ｈ）と、この湾曲面の先端部から伸びる平面（７ｍ，７ｎ）とを備えることを特徴とする鉄道車両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に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図１４及び図１６に示すように、前記フィン部は、前記鉄道車両の前面側に湾曲する湾曲面（１９ｇ，１９ｈ）を備えることを特徴とする鉄道車両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１から請求項１４までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の移動方向（Ｘ）の突出長さＬxであり、前記鉄道車両の移動方向と直交する方向（Ｙ）の突出長さＬYであり、前記鉄道車両の幅Ｗであるときに、ＬX／Ｗ＝0.0714以上であり、かつ、ＬY／Ｗ＝0.0358以上であることを特徴とする鉄道車両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１から請求項１５までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図４、図１１及び図１６に示すように、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両側に着脱自在に装着可能であることを特徴とする鉄道車両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１から請求項１６までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図５、図１２及び図１７に示すように、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両側に折畳可能であることを特徴とする鉄道車両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１から請求項１７までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、図４、図１１及び図１６に示すように、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の移動方向及び／又はこの移動方向と直交する方向に移動可能であることを特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造である。
【００２６】
請求項１９の発明は、請求項１から請求項１８までのいずれか１項に記載の鉄道車両の気流はく離抑制構造において、前記はく離抑制部は、前記鉄道車両の運転者が外部を看視するための透過部（７ｃ，７ｄ；１９ｃ）を備えることを特徴とする鉄道車両の気流はく離抑制構造である。
【発明の効果】
【００２８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【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縦断面図である。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横断面図である。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の使用状態を概略的に示す横断面図である。図５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の折畳状態を概略的に示す横断面図である。
【００３０】
図１〜図３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などから構成されている。車両２は、軌道１に沿って走行する移動体であり、電車又は気動車などの鉄道車両である。車両２は、図１〜図５に示す車体３と、図２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３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。
【００３１】
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１及び図３に示す車体側面３ｂ，３ｃと、図１〜図３に示す車体上面３ｄと、図２に示す車体底面３ｅと、図４及び図５に示す貫通孔３ｆなどを備えている。車体端面３ａは、車両２の妻構えを構成する外板（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な切妻形状であり、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３ｇ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３ｈなどを備えている。図３に示す車体側面３ｂ，３ｃは、車両２の側構えを構成する外板（側板）であり、図２に示すように乗務員が車外を看視するための側窓３ｉと、乗務員が乗降するときに使用する側出入口３ｊと、乗客が乗降するときに使用する側出入口３ｋ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２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４及び図５に示す貫通孔３ｆは、駆動部１２のピストンロッド１２ｄ〜１２ｆが移動自在に貫通する部分であり、車体端面３ａに水平方向に形成されたスリット状の長孔である。図２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。
【００３２】
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２〜図４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５に示すはく離抑制部６と、図４及び図５に示す連結部８〜１１と、駆動部１２と、密封部１３と、操作部１４と、設定部１５と、記憶部１６と、制御部１７などを備えている。
【００３３】
図１〜図５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、いずれも同一構造であり、以下では進行方向前側から見て車体端面３ａの右側縁部に配置されたはく離抑制部６を中心に説明し、車体端面３ａの左側縁部及び上縁部に配置されたはく離抑制部６については詳細な説明を省略する。はく離抑制部６は、車両２側に着脱自在に装着可能であるとともに、図５に示すように車両２側に折畳可能であり、図４に示すように車両２の移動方向（Ｘ軸方向）及びこの車両２の移動方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に移動可能である。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又は繊維強化プラスチック(FRP)などによって形成されている。はく離抑制部６は、図２〜図５に示すように、ルーバー部７などを備えている。
【００３４】
図２〜図４に示すルーバー部７は、内側フィン部７ａと外側フィン部７ｂとの間の間隙部Δ1に気流Ｆを通過させる部分である。ルーバー部７は、図２〜図５に示す内側フィン部７ａと、外側フィン部７ｂと、図２に示す透過部７ｃ，７ｄなどを備えている。
【００３５】
図１〜図５に示す内側フィン部７ａは、気流Ｆの向きを変える部分であり、図３及び図４に示すように車体３と外側フィン部７ｂとの間に配置されている。内側フィン部７ａは、図４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を備える羽根板状の部材であり、車両２と対向する側の表面に凹状湾曲面７ｇを備え、車両２と対向する側とは反対側の表面に凸状湾曲面７ｈを備えている。内側フィン部７ａの先端部は、図２及び図３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。内側フィン部７ａの後端部は、車体端面３ａと車体側面３ｂ，３ｃとの境界である角部に回転自在に連結されており、車体側面３ｂ，３ｃとの間に段差部が形成されないように、凸状湾曲面７ｈが車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄと同一高さ（同一面）で連続している。
【００３６】
図１〜図５に示す外側フィン部７ｂは、内側フィン部７ａとの間で気流Ｆの向きを変える部分であり、図２〜図４に示すように内側フィン部７ａ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は、図４に示すように、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を備えており、内側フィン部７ａと同様の羽根板状の部材である。外側フィン部７ｂは、内側フィン部７ａ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の後端部は、内側フィン部７ａの後端部よりも僅かに前方に突出しており車体側面３ｂ，３ｃよりも外側又は内側に変位可能である。
【００３７】
図２に示す透過部７ｃ，７ｄ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，７ｄ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３ｈ及び側窓３ｉと対向する部分に形成されている。透過部７ｃ，７ｄは、ルーバー部７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、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７ｄは外側フィン部７ｂの一部に形成されている。透過部７ｃ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。
【００３８】
図４及び図５に示す連結部８〜１１は、はく離抑制部６を車両２に着脱自在に装着する部分である。連結部８は、内側フィン部７ａと車体３とを回転自在に連結する。連結部８は、この連結部８を回転中心として内側フィン部７ａが回転可能なように、内側フィン部７ａの後端部を車体３に回転自在に連結する蝶番（ヒンジ構造）である。連結部８は、車両２側に取り付けられた車両側軸受部と、内側フィン部７ａ側に取り付けられたフィン側軸受部と、車両側軸受部とフィン側軸受部とに着脱自在に挿入されるピン部とを備えている。連結部８は、内側フィン部７ａを車両２から取り外すときには、車両側軸受部とフィン側軸受部とからピン部を抜き取り、内側フィン部７ａを車両２に取り付けるときには、車両側軸受部とフィン側軸受部とにピン部を挿入する。
【００３９】
連結部９は、内側フィン部７ａとピストンロッド１２ｄとを回転自在に連結する。連結部９は、連結部８を回転中心として内側フィン部７ａが回転可能なように、内側フィン部７ａの先端部寄りをピストンロッド１２ｄに回転自在に連結する蝶番（ヒンジ構造）である。連結部９は、内側フィン部７ａ側に取り付けられたフィン側軸受部と、ピストンロッド１２ｄ側に取り付けられたロッド側軸受部と、フィン側軸受部とロッド側軸受部とに着脱自在に挿入されるピン部とを備えており、連結部８と同様の操作によって内側フィン部７ａを車両２に着脱可能である。
【００４０】
連結部１０は、外側フィン部７ｂとピストンロッド１２ｅとを回転自在に連結し、連結部１１は外側フィン部７ｂとピストンロッド１２ｆとを回転自在に連結する。連結部１０，１１は、連結部９と同一構造であり、外側フィン部７ｂが変位可能なように、外側フィン部７ｂの先端部寄りと後端部寄りとをそれぞれピストンロッド１２ｅ，１２ｆに回転自在に連結する蝶番（ヒンジ構造）である。連結部１０，１１は、外側フィン部７ｂ側に取り付けられたフィン側軸受部と、ピストンロッド１２ｅ，１２ｆ側にそれぞれ取り付けられたロッド側軸受部と、フィン側軸受部とロッド側軸受部とに着脱自在に挿入されるピン部とを備えている。連結部１０，１１は、連結部８，９と同様の操作によって外側フィン部７ｂを車両２に着脱可能である。
【００４１】
駆動部１２は、はく離抑制部６を駆動する部分である。駆動部１２は、例えば、はく離抑制部６を車両２の移動方向（Ｘ軸方向）及びこの移動方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に移動して、このはく離抑制部６の姿勢を変化させるとともに、はく離抑制部６を車両２側から展開したりこのはく離抑制部６を車両２側に折り畳んだりする。駆動部１２は、図４及び図５に示すように、シリンダ部１２ａ〜１２ｃと、ピストンロッド１２ｄ〜１２ｆと、流体圧回路１２ｇ〜１２ｉなどを備えている。シリンダ部１２ａは、内側フィン部７ａを駆動する部材であり、ピストンロッド１２ｄを伸縮することによって、連結部８を回転中心として内側フィン部７ａを回転駆動し、内側フィン部７ａの先端部をＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させる。シリンダ部１２ｂ，１２ｃは、外側フィン部７ｂを駆動する部材であり、ピストンロッド１２ｅ，１２ｆを伸縮することによって、外側フィン部７ｂの先端部及び後端部をＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させる。シリンダ部１２ａ〜１２ｃは、例えば、油圧又は空気圧などの作動流体の流体圧によって駆動力を発生する油圧シリンダ又は空気圧シリンダなどのアクチュエータであり、垂直軸（Ｚ軸）回りに回転可能なように車体３側の固定部材に連結されている。ピストンロッド１２ｄ〜１２ｆは、シリンダ部１２ａ〜１２ｃ内のピストンの進退動作に連動して進退動作する部材である。ピストンロッド１２ｄの先端部は、内側フィン部７ａに連結されており、ピストンロッド１２ｅ，１２ｆの先端部は外側フィン部７ｂに連結されている。
【００４２】
図６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における駆動部の流体圧回路の回路図である。
図４及び図５に示す流体圧回路１２ｇ〜１２ｉは、シリンダ部１２ａ〜１２ｃ内のピストンを作動流体の流体圧によって駆動するための回路である。流体圧回路１２ｇ〜１２ｉは、いずれも同一構造であり、以下では流体圧回路１２ｇを例に挙げて説明する。流体圧回路１２ｇは、図６に示すように、ポンプ１２ｊと、タンク１２ｋと、方向切替弁１２ｍなどを備えている。ポンプ１２ｊは、シリンダ部１２ａのヘッド側室Ｓ1に作動流体を供給する装置であり、タンク１２ｋはシリンダ部１２ａのヘッド側室Ｓ1及びロッド側室Ｓ2から排出される作動流体を回収する装置である。方向切替弁１２ｍは、ピストンロッド１２ｄの前進、後退及び停止を切り替える装置である。方向切替弁１２ｍは、右側のソレノイドSOL-aが通電状態になると流路が切り替わり、ピストンロッド１２ｄが前進するように、ポンプ１２ｊからの作動流体をヘッド側室Ｓ1に供給させ、ロッド側室Ｓ2からタンク１２ｋに作動流体を排出させる。一方、方向切替弁１２ｍは、左側のソレノイドSOL-bが通電状態になると流路が切り替わり、ピストンロッド１２ｄが後退するように、ポンプ１２ｊからの作動流体をロッド側室Ｓ2に供給させ、ヘッド側室Ｓ1からタンク１２ｋに作動流体を排出させる。また、方向切替弁１２ｍは、ソレノイドSOL-a，SOL-bが非通電状態になると流路が切り替わり、ピストンロッド１２ｄが停止するように、ヘッド側室Ｓ1及びロッド側室Ｓ2への作動流体の供給及び排出を禁止する。
【００４３】
図７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における密封部の正面図である。
図７に示す密封部１３は、車体３の貫通孔３ｆを密封する部分である。密封部１３は、貫通孔３ｆから気流Ｆが車内に流入するのを阻止しており、貫通孔３ｆの上縁部に装着された上側密封部１３ａと、貫通孔３ｆの下縁部に装着された下側密封部１３ｂとを備えている。密封部１３は、上側密封部１３ａの下端面と下側密封部１３ｂの上端面とを密着させており、ピストンロッド１２ｄ〜１２ｆが長さ方向と交差する方向（貫通孔３ｆの長さ方向）にスライド可能なように、上側密封部１３ａと下側密封部１３ｂとの間に挟み込んでいる。
【００４４】
図４及び図５に示す操作部１４は、はく離抑制部６を使用状態及び非使用状態に切り替えるときに操作する部分である。操作部１４は、例えば、はく離抑制部６を図５に示す折畳状態（非使用状態）から図４に示す展開状態（使用状態）に切り替えるときには乗務員にON操作され、はく離抑制部６を展開状態から折畳状態に切り替えるときにはOFF操作される切替スイッチなどである。操作部１４は、車両２の運転室内に設置されており、乗務員のON操作及びOFF操作に応じてON/OFF操作信号を制御部１７に出力する。
【００４５】
設定部１５は、はく離抑制部６の変位量を設定する部分である。設定部１５は、例えば、はく離抑制部６のＸ軸方向及び／又はＹ軸方向の変位量を設定する入力装置などである。設定部１５は、例えば、内側フィン部７ａ及び外側フィン部７ｂの変位量などを設定する。設定部１５は、はく離抑制部６の変位量を変位量情報として制御部１７に出力する。
【００４６】
記憶部１６は、はく離抑制部６の変位量を記憶する部分である。記憶部１６は、設定部１５が設定したはく離抑制部６の変位量を変位量情報として記憶するメモリなどである。記憶部１６は、例えば、内側フィン部７ａ及び外側フィン部７ｂの変位量を座標系に数値情報化して記憶している。
【００４７】
制御部１７は、駆動部１２を制御する部分である。制御部１７は、例えば、操作部１４が出力するON操作信号及びOFF操作信号に基づいて駆動部１２を駆動制御したり、設定部１５が出力する変位量情報を記憶部１６に記憶させたりする。制御部１７は、操作部１４からON操作信号が入力したときには、図４に示すようにピストンロッド１２ｄ〜１２ｆが前進して、はく離抑制部６が展開状態になるように流体圧回路１２ｇ〜１２ｉを動作制御する。一方、制御部１７は、操作部１４からOFF操作信号が入力したときには、図５に示すようにピストンロッド１２ｄ〜１２ｆが後退して、はく離抑制部６が折畳状態になるように流体圧回路１２ｇ〜１２ｉを動作制御する。
【００４８】
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４に示すように、はく離抑制部６を使用状態にするときには、図４に示す操作部１４を乗務員がON操作すると、操作部１４が出力するON操作信号が制御部１７に入力する。ON操作信号が制御部１７に入力すると、変位量情報を制御部１７が記憶部１６から読み出して、内側フィン部７ａ及び外側フィン部７ｂが所定の変位量だけ駆動するように、制御部１７が流体圧回路１２ｇ〜１２ｉを動作制御する。その結果、図６に示すソレノイドSOL-aを制御部１７が通電状態にして方向切替弁１２ｍを切り替えるとともに、制御部１７がポンプ１２ｊを駆動させる。このため、タンク１２ｋからヘッド側室Ｓ1に作動流体をポンプ１２ｊが供給し、ロッド側室Ｓ2からタンク１２ｋに作動流体が排出されて、ピストンロッド１２ｄ〜１２ｆが前進する。その結果、図４に示すように、内側フィン部７ａ及び外側フィン部７ｂが変位して、はく離抑制部６が折畳状態から展開状態に切り替わる。この状態で、図６に示すソレノイドSOL-a，SOL-bを制御部１７が非通電状態にして方向切替弁１２ｍを切り替えるとともに、制御部１７がポンプ１２ｊの駆動を停止する。その結果、ヘッド側室Ｓ1及びロッド側室Ｓ2への作動流体の供給及び排出が禁止されて、ピストンロッド１２ｄ〜１２ｆが停止し、はく離抑制部６が所定の姿勢に維持される。
【００４９】
図１〜図４に示す状態で車両２がＸ軸方向に走行すると、図２〜図４に示すように車体端面３ａに衝突した気流Ｆが内側フィン部７ａと外側フィン部７ｂとの間の間隙部Δ1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。
【００５０】
図５に示すように、はく離抑制部６を非使用状態にするときには、操作部１４を乗務員がOFF操作すると、操作部１４が出力するOFF操作信号が制御部１７に入力し、制御部１７が流体圧回路１２ｇ〜１２ｉを動作制御する。その結果、図６に示すソレノイドSOL-bを制御部１７が通電状態にして方向切替弁１２ｍを切り替えるとともに、制御部１７がポンプ１２ｊを駆動させる。このため、タンク１２ｋからロッド側室Ｓ2に作動流体をポンプ１２ｊが供給し、ヘッド側室Ｓ1からタンク１２ｋに作動流体が排出されて、ピストンロッド１２ｄ〜１２ｆが後退する。その結果、図５に示すように、内側フィン部７ａ及び外側フィン部７ｂが変位して、はく離抑制部６が展開状態から折畳状態に切り替わる。
【００５１】
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、内側フィン部７ａと外側フィン部７ｂとの間の間隙部Δ1にルーバー部７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。
【００５２】
(2) この第１実施形態では、はく離抑制部６が車両２に着脱自在に装着可能である。このため、トンネル区間の少ない線区を車両２が走行するようなときには、はく離抑制部６を簡単に取り外すことができる。また、簡単な改造によって既存の車両２にはく離抑制部６を低コストで容易に追加設置することができる。
【００５３】
(3) この第１実施形態では、はく離抑制部６が車両２側に折畳可能である。このため、車両２の前側に他の車両２が連結されたときに、車両２のはく離抑制部６を折り畳み、後側の車両２のはく離抑制部６と前側の車両２のはく離抑制部６とが互に干渉するのを防ぐことができる。
【００５４】
(4) この第１実施形態では、車両２の移動方向（Ｘ軸方向）及びこの移動方向と直交する方向（Ｙ軸方向）にはく離抑制部６が移動可能である。このため、車両２の車体端面３ａから気流Ｆがはく離しないように、はく離抑制部６を最適な姿勢に簡単に変化させることができる。
【００５５】
(5) この第１実施形態では、車両２の運転者が外部を看視するための透過部７ｃ，７ｄをはく離抑制部６が備えている。このため、はく離抑制部６が展開状態及び折畳状態に変更されても、運転室内の乗務員の視界を遮ることがなく、車両２を安全に運転することができる。
【００５６】
（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正面図である。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縦断面図である。図１０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横断面図である。図１１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の使用状態を概略的に示す横断面図である。図１２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の折畳状態を概略的に示す横断面図である。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。
【００５７】
図８〜図１２に示す気流はく離抑制構造５は、はく離抑制部６と、連結部９〜１１，１８と、駆動部１２と、密封部１３と、操作部１４と、設定部１５と、記憶部１６と、制御部１７などを備えており、図８〜図１２に示すはく離抑制部６はルーバー部７などを備えている。ルーバー部７は、図９及び図１０に示すように、車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄと内側フィン部７ａとの間の間隙部Δ21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Δ22に気流Ｆを通過させる部分である。内側フィン部７ａの後端部は、図９及び図１０に示すように、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。外側フィン部７ｂの後端部は、内側フィン部７ａに沿って湾曲しており、内側フィン部７ａの後端部よりも僅かに前方に突出するとともに、この内側フィン部７ａよりも外側に突出している。
【００５８】
駆動部１２は、図１１及び図１２に示すように、シリンダ部１２ａ〜１２ｃ，１２ｎと、ピストンロッド１２ｄ〜１２ｆ，１２ｐと、流体圧回路１２ｇ〜１２ｉ，１２ｑなどを備えている。シリンダ部１２ｎは、内側フィン部７ａを駆動する部材であり、ピストンロッド１２ｐを伸縮することによって、内側フィン部７ａをＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させる。シリンダ部１２ｎは、例えば、図４及び図５に示すシリンダ部１２ａ〜１２ｃと同一構造であり、Ｚ軸回りに回転可能なように車体３側の固定部材に連結されている。ピストンロッド１２ｐは、シリンダ部１２ｎ内のピストンの進退動作に連動して進退動作する部材であり、ピストンロッド１２ｐの先端部は内側フィン部７ａに連結されている。流体圧回路１２ｑは、シリンダ部１２ｎを作動流体の流体圧によって駆動するための回路であり、図４〜図６に示す流体圧回路１２ｇ〜１２ｉと同一構造である。
【００５９】
制御部１７は、操作部１４からON操作信号が入力したときには、図１１に示すようにピストンロッド１２ｄ〜１２ｆ，１２ｐが前進して、はく離抑制部６が展開状態になるように流体圧回路１２ｇ〜１２ｉ，１２ｑを動作制御する。制御部１７は、操作部１４からOFF操作信号が入力したときには、図１２に示すようにピストンロッド１２ｄ〜１２ｆが後退して、はく離抑制部６が折畳状態になるように流体圧回路１２ｇ〜１２ｉを動作制御する。
【００６０】
連結部１８は、はく離抑制部６を車両２に着脱自在に装着する部分であり、内側フィン部７ａとピストンロッド１２ｐとを回転自在に連結する。連結部１８は、内側フィン部７ａが変位可能なように、この内側フィン部７ａの後端部寄りをピストンロッド１２ｐに回転自在に連結する蝶番（ヒンジ構造）である。連結部１８は、図４及び図５に示す連結部９〜１１と同一構造である。
【００６１】
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８〜図１１に示す状態で車両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が車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄと内側フィン部７ａとの間の間隙部Δ21を通過するとともに、内側フィン部７ａと外側フィン部７ｂとの間の間隙部Δ22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。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。
【００６２】
（第３実施形態）
図１３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１４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縦断面図である。図１５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横断面図である。図１６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の使用状態を概略的に示す横断面図である。図１７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の折畳状態を概略的に示す横断面図である。
【００６３】
図１３〜図１７に示すはく離抑制部６は、フィン部１９などを備えており、フィン部１９は図１３〜図１６に示すように、車体側面３ｂ，３ｃとの間の間隙部Δ3に気流Ｆを通過させるとともに、車体上面３ｄとの間の間隙部Δ3に気流Ｆを通過させる部分である。フィン部１９は、図１６に示すように車体端面３ａ側に湾曲する凹状湾曲面１９ｇ及び凸状湾曲面１９ｈを備えており、図２〜図５及び図９〜図１２に示す内側フィン部７ａ及び外側フィン部７ｂと同様の羽根板状の部材である。フィン部１９は、図１３及び図１４に示すように、図１及び図８に示す透過部７ｃ，７ｄと同様の透過部１９ｃと、図１６に示すように、図４及び図１１に示す凹状湾曲面７ｇ及び凸状湾曲面７ｈと同様の凹状湾曲面１９ｇ及び凸状湾曲面１９ｈなどを備えている。フィン部１９の先端部は、図１４及び図１５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１９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。
【００６４】
駆動部１２は、図１６及び図１７に示すように、シリンダ部１２ａ，１２ｎと、ピストンロッド１２ｄ，１２ｐと、流体圧回路１２ｇ，１２ｑなどを備えている。シリンダ部１２ａ，１２ｎは、フィン部１９を駆動する部材であり、ピストンロッド１２ｄ，１２ｐを伸縮することによって、フィン部１９をＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させる。制御部１７は、操作部１４からON操作信号が入力したときには、図１６に示すようにピストンロッド１２ｄ，１２ｐが前進して、はく離抑制部６が展開状態になるように流体圧回路１２ｇ，１２ｑを動作制御する。制御部１７は、操作部１４からOFF操作信号が入力したときには、図１７に示すようにピストンロッド１２ｄ，１２ｐが後退して、はく離抑制部６が折畳状態になるように流体圧回路１２ｇ，１２ｑを動作制御する。
【００６５】
次に、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の作用を説明する。
図１３〜図１６に示す状態で車両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が車体側面３ｂ，３ｃ及び車体上面３ｄとフィン部１９との間の間隙部Δ3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。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。
【００６６】
（第４実施形態）
図１８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正面図である。図１９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平面図である。図２０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縦断面図である。図２１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横断面図である。図２２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の一部を拡大して示す断面図であり、図２２（Ａ）は図２０のXXIIA部分の断面図であり、図２２（Ｂ）は図２１のXXIIB部分の断面図である。
【００６７】
図１８〜図２１に示す車体３は、車体端面３ａの全面が平面ではなく、車両２が他の車両と連結されて中間車両となったときにこの車両２が曲線通過時に他の車両の車体端面と干渉しないように、車体端面３ａの側縁部及び上縁部が後方に後退した切妻形状である。車体端面３ａは、図１９及び図２１に示すように、車体側面３ｂ，３ｃに向かって後方に湾曲する湾曲面３ｍ，３ｎと、図２０に示すように車体上面３ｄに向かって後方に湾曲する湾曲面３ｐなどを備えている。はく離抑制部６は、図１９に示すように、車体上面３ｄの中心部に気流Ｆを導く部分がこの車体上面３ｄの両縁部に気流Ｆを導く部分よりも、車両２の進行方向前側（車体端面３ａの前方）に突出している。はく離抑制部６は、図１８に示すように、ルーバー部７Ａ，７Ｂを備えている。
【００６８】
ルーバー部７Ａは、車体端面３ａの側縁部に配置されており、ルーバー部７Ｂは車体端面３ａの上縁部に配置されている。ルーバー部７Ａは、図１８に示すように、車体端面３ａの側縁部に沿って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、車体上面３ｄの前端部に沿って７つに分割されて配置されており、車体３の肩部、縁部、中央部及び縁部と中央部との間の中間部にそれぞれ対応して配置されている。ルーバー部７Ａ，７Ｂは、図２０及び図２１に示すように、内側フィン部７ａと、外側フィン部７ｂと、支持部７ｋなどを備えている。ルーバー部７Ａは、図１０及び図１１に示すルーバー部７や図２０及び図２２（Ａ）に示すルーバー部７Ｂとは内側フィン部７ａの構造が相違するが、ルーバー部７Ｂは図１０及び図１１に示すルーバー部７と同一構造であり、以下ではルーバー部７Ａ側の部分を中心に説明しルーバー部７Ｂの部分については詳細な説明を省略する。
【００６９】
内側フィン部７ａは、図２２（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とを備えている。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と連続する平面７ｍを備え、車両２と対向する側とは反対側の表面に凸状湾曲面７ｈと連続する平面７ｎを備えている。内側フィン部７ａは、外側フィン部７ｂよりも長く形成されており、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。外側フィン部７ｂは、内側フィン部７ａとは異なり先端部が平面に形成されておらず、車体端面３ａ側に湾曲している。外側フィン部７ｂの先端部は、内側フィン部７ａの先端部よりも僅かに前方に突出しており、外側フィン部７ｂの後端部も内側フィン部７ａの先端部よりも僅かに前方に突出している。支持部７ｋ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る。支持部７ｋは、内側フィン部７ａ及び外側フィン部７ｂ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と外側フィン部７ｂとを連結するとともに、この外側フィン部７ｂと車体３とを連結する。支持部７ｋは、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。
【００７０】
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には、第１実施形態〜第３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４実施形態では、車体端面３ａ側に湾曲する湾曲面を外側フィン部７ｂが備えており、この車体端面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の先端部から伸びる平面７ｍ，７ｎとを内側フィン部７ａが備えている。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は、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とが干渉しないように、車体端面３ａから越えてはならない限界（車両限界）内にはく離抑制部６を配置する必要がある。このような場合には、車両限界内で比較的余裕のない外側フィン部７ｂに代えて、車両限界内で比較的余裕のある内側フィン部７ａの先端部を延長することによって、気流Ｆのはく離抑制効果を向上させることができる。
【００７１】
(2) この第４実施形態では、はく離抑制部６のうち車体上面３ｄの中心部に気流Ｆを導く部分がこの車体上面３ｄの両縁部に気流Ｆを導く部分よりも、車両２の進行方向前側に突出している。このため、車体端面３ａの形状に合わせて車体上面３ｄの屋根中心部付近のルーバー部７Ｂを車両２の前側に突出させることによって、気流Ｆのはく離抑制効果を向上させることができる。
【実施例】
【００７２】
次に、この発明の実施例について説明する。
図２３は、空気抵抗測定試験に使用した風洞試験装置の構成図であり、図２３（Ａ）は側面図であり、図２３（Ｂ）は平面図であり、図２３（Ｃ）は図２３（Ｂ）のXVIII-XVIIIC線で切断した状態を示す断面図である。図２４は、空気抵抗の測定に使用した模型車両の外観図であり、図２４（Ａ）正面図であり、図２４（Ｂ）は平面図であり、図２４（Ｃ）は側面図である。なお、図２３及び図２４に示す数値の単位はmmである。
【００７３】
（風洞試験装置）
図２３に示す風洞試験装置２０は、模型車両３０に空気を流したときにこの空気の流れによって生ずるこの模型車両３０の挙動を測定する装置であり、模型車両３０に作用する空気抵抗を測定する。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に流す風洞測定部２０ｂと、床面上の昇降台に設置される地面板２０ｃと、この地面板２０ｃ上に模型車両３０を支持する支柱２０ｄと、風洞測定部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、風洞測定部２０ｂが開放型である財団法人鉄道総合技術研究所のＨ棟小型風洞（開放型）を使用した。地面板２０ｃは、長さ1490mm×幅790mmの合板製であり、幅720mm×高さ600mmのノズル２０ａの底面とこの地面板２０ｃの表面とが一致するように設置した。模型車両３０は、断面が翼型形状の４本の支柱２０ｄを利用して地面板２０ｃに固定した。図２３（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150mm、地面板２０ｃの表面から模型車両３０の底面までの距離は62mm（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=40m/sに設定した。模型車両３０の幅Ｗ=140mmを代表長さとしたレイノルズ数Ｒe=3.7×105（Ｒe=ＵＷ／ν=40×0.14/(1.5×10-5)、空気の動粘性係数ν）である。図２３（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。
【００７４】
（模型車両）
図２３及び図２４に示す模型車両３０は、実際の鉄道車両を模擬（縮小）した車両であり、図２３（Ｃ）に示すように車両本体部３０ａと、この車両本体部３０ａに着脱自在に装着される車両先頭部３０ｂと、車両本体部３０ａと車両先頭部３０ｂとの間の間隙部を塞ぐ塞ぎ部材３０ｃとを備えている。模型車両３０は、201系電車を参考に製作された20分の１縮尺模型である。模型車両３０は、図２４（Ａ）に示すように、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る。模型車両３０は、４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。模型車両３０は、１両であり、図２３（Ｃ）に示すように車両先端部からＸ軸方向に95mmの車両先頭部３０ｂが車両本体部３０ａから取り外し可能であり独立した構造である。塞ぎ部材３０ｃは、車両本体部３０ａと車両先頭部３０ｂとの間の約2mmのクリアランスに流れが入り込まないように、このクリアランスを塞ぐビニルであり、車両先頭部３０ｂに作用する力が車両本体部３０ａに伝わらないように僅かに弛みを持たせている。
【００７５】
（空気抵抗測定装置）
図２３（Ｃ）に示す空気抵抗測定装置４０は、車両先頭部３０ｂに作用する空気抵抗を測定する装置であり、この車両先頭部３０ｂを固定した状態で車両本体部３０ａに設置されている。空気抵抗測定装置４０は、車両本体部３０ａ内に設置されたロードセル（昭和測器社製：DP-100N）であり、車両先頭部３０ｂのみに作用する空気抵抗を測定する。この実験では、ロードセルの出力をアンプ（共和電業製：DPM601B）で増幅し、30Hzのローパスフィルターを適用して、A/D変換器（ナショナルインスツルメンツ社製：DAQ-Pad6020E）を介してパーソナルコンピュータ（PC）に取り込んだ。サンプリング周波数は100Hzであり、１回の収録で500個（5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=0.140×0.133=0.0187(m2)である。
【００７６】
（先頭部形状）
図２５は、空気抵抗測定試験に使用した模型車両の車両先頭部の形状がつい立形である場合の外観図であり、図２５（Ａ）は正面図であり、図２５（Ｂ）は平面図であり、図２５（Ｃ）は側面図である。
図２５に示す突起物４１は、つい立形であり、図２５に示すｅは車両先頭部３０ｂの側面及び上面からつい立の側面及び上面までの距離であり、ｆは車両先頭部３０ｂの前面から突起物４１の先端面までの高さである。図２５に示すつい立形の突起物４１については、三種類（ｅ,ｆ)=(5.8,10.0),(8.7,15.0),(11.6,20.0)(mm)作製した。そして、(ｅ,ｆ)= (11.6,20.0)（つい立１）を試験番号（以下、試番という）１とし、(ｅ,ｆ)= (8.7,15.0)（つい立２）を試番３とし、(ｅ,ｆ)=(5.8,10.0)（つい立３）を試番４とした。なお、車両先頭部３０ｂに突起物４１を取り付けていないものを試番２とした。
【００７７】
図２６は、空気抵抗測定試験に使用した模型車両の車両先頭部の形状が1/2円又は1/4円である場合の外観図であり、図２６（Ａ）は正面図であり、図２６（Ｂ）は1/2円の場合の平面図であり、図２６（Ｃ）は1/4円の場合の平面図であり、図２６（Ｄ）は側面図である。
図２６に示す突起物４１は、1/2円又は1/4円である。図２６に示すＷは車体幅140mmであり、ｄは1/2円の場合には直径であり、1/4円の場合には半径である。図２６に示す1/2円又は1/4円の突起物４１については、ｄ=0.1Ｗ=14mmの場合とｄ=0.15Ｗ=21mmの場合とをそれぞれ二種類作製した。そして、ｄ=0.15Ｗ=21mmの1/2円（半円Ｈ１）を試番５とし、ｄ=0.15Ｗ=21mmの1/4円（半円Ｑ１）を試番６とし、ｄ=0.1Ｗ=14mmの1/2円（半円Ｈ３）を試番７とし、ｄ=0.1Ｗ=14mmの1/4円（半円Ｑ２）を試番８とした。
【００７８】
図２７は、空気抵抗測定試験に使用した模型車両の車両先頭部の形状がフィンである場合の外観図であり、図２７（Ａ）はフィンの形状及び変位量を示す平面図であり、図２７（Ｂ）はフィンの固定状態を概略的に示す斜視図である。図２８は、空気抵抗測定試験に使用した模型車両の車両先頭部の形状がフィン又は２枚のフィンを組み合わせたルーバーである場合の平面図である。なお、図２７には、後述する突起物４１の形状毎の空気抵抗係数ＣD及び再付着を示すタフト番号を付してある。
【００７９】
図２７及び図２８に示す突起物４１は、フィンであり、図２７（Ｂ）に示すように車両先頭部３０ｂの前面部からフィン固定用支柱を２〜３箇所伸ばして固定されている。フィンは、図２７（Ａ）に示すように、半径ｒの円弧60度分で構成した。フィンの円弧半径ｒの大きさは三種類ｒ=11.6mm，17.3mm，23.1mmであり、Ｘ軸方向の長さａがそれぞれａ=10.0mm，15.0mm，20.0mm（実物換算でそれぞれａ=200mm，300mm，400mm）になり、Ｙ軸方向の長さｂがそれぞれｂ=5.8mm，8.7mm，11.6mm（実物換算でそれぞれｂ=116mm，173mm，231mm）になるように設定した。フィンの大きさ及び取り付け位置は、図２８に説明するように、(ｒ,ｓ,ｔ)と表記した。ここで、ｓはＹ軸方向のフィンの変位量であり、ｔはＸ軸方向のフィンの変位量である。
【００８０】
突起物４１がフィンである場合には、図２８に示すように、(ｒ,ｓ,ｔ)=(23.1,0,0)を試番９とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=(23.1,0,5)を試番10とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=(23.1,2.5,-2.5)を試番11とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=(17.3,2.5,-2.5)を試番12とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=(17.3,5.0,-2.5)を試番13とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=(17.3,5.0,-5.0)を試番14とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=(11.6,5.0,-5.0)を試番15とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=(11.6,5.0,0)を試番16とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=(11.6,5.0,-2.5)を試番17とした。
【００８１】
突起物４１がルーバーである場合には、図２８に示すように、(ｒ,ｓ,ｔ)=内(11.6,0,0)外(11.6,2.5,2.5)を試番18とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=内(11.6,0,0)外(11.6,5.0,5.0)を試番19とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=内(11.6,0,0)外(11.6,5.0,2.5)を試番20とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=内(11.6,0,0)外(11.6,0,10.0)を試番21とし、(ｒ,ｓ,ｔ)=内(11.6,2.5,-2.5)外(11.6,5.0,2.5)を試番22とした。
【００８２】
（タフト法による可視化）
試番１〜試番２２の突起物４１を車両先頭部３０ｂに取り付けて、図２３に示す風洞試験装置２０に模型車両３０を設置し空気抵抗測定試験を実施した。先ず、模型車両３０の周りの流れの様子を調べるため、図２３及び図２４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２３及び図２４に示すタフト４２は、綿糸#40であり、車体表面（屋根面及び側面）に粘着テープ（幅12mm）で貼り付けた。テープの幅を除いた有効タフト長は15mmである。図２４に示すように、Ｘ軸方向には車両先頭部３０ｂの先端から22mmの位置に１列目を貼り付け、30mmピッチで19列設置した。また、Ｙ軸方向には、屋根面及び側面にそれぞれ２行分を貼り付けた。なお、側面の先頭部先端から３列目までは、フィン固定用支柱の取付け位置を避けるため１行分のみを貼り付けた。この実験では、タフト４２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４２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４２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４２が順方向の場合であっても、タフト４２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４２が順方向の場合は「はく離無し」とした。
【００８３】
（実験結果）
図２９は、模型車両の車両先頭部の形状毎の空気抵抗係数ＣD及び再付着を示すタフト番号を示すグラフである。
図２９に示す左側の縦軸は、空気抵抗係数ＣDであり、右側の縦軸が再付着を示す（上面）タフト番号であり、横軸は試番である。表１は、空気抵抗係数ＣD及び再付着を示すタフト位置の実験結果を示す一覧表である。
【００８４】
【表１】
0005253858.tif 000002
【００８５】
ここで、図２９及び表１に示す試番２は、車両先頭部３０ｂが角柱形状であり、つい立などが設置されていない。図２９及び表１に示すように、空気抵抗係数ＣDは、0.3〜0.8程度の範囲に分布しており、空気抵抗係数ＣDが最大値をとる先頭部形状は、「上辺側辺ともに角」(試番２)であり、空気抵抗係数ＣD=0.82である。また、試番２は、上辺及び側辺のいずれについても車両先頭部３０ｂの先端の角部から流れが大きくはく離しており、図２３に示すタフト４２の８列目（1.66Ｗ）付近で再付着している。このため、試番２は、流れが大きくはく離していることが原因により、他の試番よりも空気抵抗係数ＣDが大きな値を示している。「つい立」形状(試番１，３，４)では、空気抵抗係数ＣD=0.50〜0.76であり、「半円」形状(試番５〜８)では空気抵抗係数ＣD=0.44〜0.66に分布しており、いずれの形状についても流れのはく離領域が存在する。一方、「フィン」形状(試番９〜17)では、空気抵抗係数ＣD=0.31〜0.58に分布しており、空気抵抗係数ＣDが約0.4以下の試番11,13,14（但し試番９を除く）では「はく離無し」であることが分かる。また、「ルーバー」形状(試番18〜22)では、空気抵抗係数ＣD=0.32〜0.59に分布しており、空気抵抗係数ＣDが約0.4以下の試番19,21,22で「はく離無し」であることが分かった。以上の結果より、流れのはく離抑制に効果がある模型車両３０の先頭部形状は、フィン又はルーバーを設置したときの試番11,13,14,19,21,22であることが確認された。
【００８６】
表２は、車両先頭部３０ｂの形状がフィン及びルーバーであるときの設置時の突出長さを示す一覧表である。
【００８７】
【表２】
0005253858.tif 000003
【００８８】
表２に示すＬXは、Ｘ軸方向の突出長さであり、ＬYはＹ軸方向の突出長さである。フィン又はルーバーを実物の車両２の先頭部に設置することを考えた場合には、これらの先頭部への設置時の突出長さを車両限界範囲内に収める必要がある。表２には、「はく離無し」の試番11,13,14,19,21,22について、フィン又はルーバーを車両先頭部３０ｂに設置したときの突出長さ（模型及び実物換算）を示した。表２に示すように、Ｘ軸方向の突出長さＬX(=ａ+ｔ)が最も小さい形状は試番14であり、ＬX=ａ+ｔ=15-5=10mm（車体の幅Ｗ=140mmを基準とした無次元長さＬX/Ｗ=10/140=0.0714、実物換算200mm）である。Ｙ軸方向の突出長さＬY(=ｓ）が最も小さい形状は試番21でありＸ軸方向の突出長さＬY=0である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向の突出長さの和ＬX+ＬYが最小の形状は試番14であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の突出長さの和ＬX+ＬY=10+5=15mm（車体幅Ｗ=140mmを基準とした無次元長さ(ＬX+ＬY)/Ｗ=0.107、実物換算300mm）である。その結果、試番14は、Ｘ軸方向の突出長さＬXが最小であり、かつ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の突出長さの和ＬX+ＬYも最小である。一方、試番21は、Ｙ軸方向の突出長さＬYが最小であるが、Ｘ軸方向の突出長さＬXが最大であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の突出長さの和ＬX+ＬYも最大である。
【００８９】
以上の結果から、この実験で用いたフィン形状及びルーバー形状を実際の車両の先頭部に設置する場合には、車体の幅Ｗ=140mmを基準としたときに、Ｘ軸方向（車両２の移動方向(レール方向))にＬX/Ｗ=0.0714（実物換算200mm）以上、かつ、Ｙ軸方向（車両２の移動方向と直交する方向(まくらぎ方向))にＬY/Ｗ=0.0357（実物換算100mm）以上にすれば、はく離が抑えられることが確認された。
【００９０】
次に、試番９，10，11を比較すると、フィンの円弧半径ｒ=23.1mmが全て同じ大きさであるが、試番９は隙間なしであり、試番10はＸ軸方向にｔ=5.0mmの隙間があり、試番11はＹ軸方向にｓ=2.5mm、かつ、Ｘ軸方向にｔ=-2.5mmの隙間がある。試番9，10，11は、タフト４２の可視化の結果より、再付着を示すタフト番号がそれぞれ1，5，0であり、試番11ははく離領域が無い。その結果、先頭部端部が角の場合には、フィンを「Ｙ軸方向に変位」させフィンと車両側面との間に隙間を設けて、車両前面にぶつかる流れをフィンにより車両側面にスムーズに流すことがはく離抑制に有効であることが確認された。
【００９１】
次に、試番12，13を比較すると、試番12はフィンと車両側面との隙間の広さがｓ=2.5mmであり、試番13はフィンと車両側面との隙間の広さが5.0mmであり、試番13は試番12よりも隙間が広くはく離領域が無い。その結果、はく離を抑制するためには隙間の広さを所定長さ以上形成して、フィンの内側から車両側面及び車両上面への流れを確保し、フィンの外側の流れを引き込むことによって大きなはく離を防ぐことができることが確認された。
【００９２】
次に、試番13と試番14とを比較すると、試番13はＸ軸方向のフィンの変位量ｔ=-2.5mmであり、試番14はＸ軸方向のフィンの変位量ｔ=-5.0mmである。試番13，14は、いずれもはく離領域が無いことから、フィンの内側から車両側面及び車両上面への流れをある程度確保していれば、Ｘ軸方向のフィンの変位量ｓにはある程度の許容範囲があることが確認された。
【００９３】
次に、試番15，16，17と試番13，14とを比較すると、これらの試番13〜17はいずれも車両前面にぶつかる流れをフィンにより車両側面及び車両上面にスムーズに流すことを目的として、Ｙ軸方向に隙間を設けていることである。一方、試番15，16，17と試番13，14とは、フィンの大きさが相違し、試番15，16，17ははく離有りであり、試番13，14ははく離無しである。その結果、Ｙ軸方向に隙間を設けた場合であっても、フィンの大きさがある程度（この実験条件ではｒ=17.3mm）以上必要であることが確認された。
【００９４】
次に、試番９，10，21を比較すると、これらの試番９，10，21はいずれもＹ軸方向のフィンの変位量ｓ=0であるが、試番９，10はフィン形状であり、試番21はルーバー形状である。表２に示すように、試番21は、Ｘ軸方向の突出長さＬX=20mmであり、試番９，10のＸ軸方向の突出長さＬX=20mm，25mmと同じ又は短いにもかかわらず、表１及び図２９に示すタフト法の可視化の結果より、試番９，10ははく離有りであり、試番21ははく離無しである。その結果、同程度の突出長さの場合には、フィン形状よりもルーバー形状の方が、はく離抑制効果が高いと推測された。
【００９５】
次に、試番20，22を比較すると、試番20，22は内側のフィンの変位量が異なり、試番20は内側フィンと車両側面との隙間が無く、試番22は内側フィンと車両側面との隙間が有る。また、試番20ははく離有りであり、試番22ははく離無しである。その結果、ルーバー形状の場合には、外側フィンの突出長さが一定の条件に制限されて、はく離領域が存在するときであっても、内側のフィンの変位量を調整することによって、はく離抑制が可能な場合もあると推測される。
【００９６】
（走行試験）
図３０は、走行試験に使用したルーバーの装着状態を概略的に示す外観図であり、図３０（Ａ）はルーバーの装着状態を概略的に示す平面図であり、図３０（Ｂ）はルーバーの装着状態を概略的に示す正面図である。図３１は、走行試験に使用したルーバーの装着状態を概略的に示す断面図であり、図３１（Ａ）は図３０のXXX-XXXA線で切断した状態を示す断面図であり、図３１（Ｂ）は図３０のXXX-XXXB線で切断した状態を示す断面図であり、図３１（Ｃ）は図３０のXXX-XXXC線で切断した状態を示す断面図である。
【００９７】
この発明の実施例の効果を確認するために、試験に供した車両の前面に、図３０及び図３１に示すルーバー４３Ａ，４３Ｂを装着して営業線上を走行した。図３０及び図３１に示すルーバー４３Ａ，４３Ｂは、図１８〜図２２に示すルーバー部７Ａ，７Ｂと同一構造であり、図３１に示すように内側フィン部４３ａと、外側フィン部４３ｂと、支持部４３ｋなどを備えている。以下では、ルーバー部７Ａ，７Ｂと対応する部分については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９８】
（走行試験結果）
図３２は、ルーバを装着した場合と装着しなかった場合の列車突入時に形成されるトンネル内の圧力の時間変化を一例として示すグラフである。
図３２に示す縦軸は、トンネル内の圧力であり、横軸は時間である。図３０及び図３１に示すルーバー４３Ａ，４３Ｂを先頭車両の前面に装着しないでトンネル内を走行した場合には、図３２に示すように圧力勾配が徐々に増大して波形にピークが存在しており、先頭部からの流れのはく離が大きくなっている。一方、図３０及び図３１に示すルーバー４３Ａ，４３Ｂを先頭車両の前面に装着してトンネル内を走行した場合には、図３２に示すように圧力勾配が徐々に増大しているが波形にピークが存在せずなだらかになり、ルーバー４３Ａ，４３Ｂを装着しない場合に比べて先頭部からの流れのはく離を抑制できることが確認された。
【００９９】
（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することもできる。さらに、この実施形態では、ルーバー部７，７Ａ，７Ｂ及びフィン部１９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１９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７，７Ａ，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の変位量や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７，７Ａ，７Ｂを備え、残部がフィン部１９を備えるような構造にすることもできる。
【０１００】
(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、ルーバー部７，７Ａ，７Ｂ及びフィン部１９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。さらに、この第１実施形態及び第２実施形態では、ルーバー部７の内側フィン部７ａと外側フィン部７ｂとが同一形状である場合を例に挙げて説明したが、両者を異なる形状に形成することもできる。
【０１０１】
(3) この第１実施形態〜第３実施形態では、車両２の前側に他の車両２が連結されたときには、はく離抑制部６を車両２側に折り畳む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させることもできる。また、この第１実施形態〜第３実施形態では、駆動部１２が油圧シリンダ又は空気圧シリンダである場合を例に挙げて説明したが、駆動部１２として電動モータなどを使用することもできる。さらに、この第１実施形態〜第３実施形態では、はく離抑制部６がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である場合を例に挙げて説明したが、いずれか一方のみ移動可能にすることもできる。
【０１０２】
(4) この第１実施形態〜第３実施形態では、はく離抑制部６を駆動部１２が駆動する場合を例に挙げて説明したが、第４実施形態のようにはく離抑制部６を最適な位置に予め固定することもできる。また、この第１実施形態〜第３実施形態では、駆動部１２を自動的に動作させてはく離抑制部６を駆動する場合を例に挙げて説明したが、駆動部１２を手動操作してはく離抑制部６を駆動させることもできる。また、この第１実施形態〜第３実施形態では、はく離抑制部６の一部が透過部７ｃ，７ｄ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。さらに、この第１実施形態〜第３実施形態では、ルーバー部７及びフィン部１９の全部が湾曲面を備える場合を例に挙げて説明したが、ルーバー部７及びフィン部１９の一部が湾曲面を備え、残部が平面を備える場合、ルーバー部７及びフィン部１９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。
【０１０３】
(5) この第４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７Ａ，７Ｂの双方の内側フィン部７ａ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７ａ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７ａの先端部を平面板によって延長することもできる。また、この第４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７ａ及び外側フィン部７ｂの先端部を平面板によって延長したり、外側フィン部７ｂ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。さらに、この第４実施形態では、ルーバー部７Ａ，７Ｂが車体３に一定の姿勢で固定されている場合を例に挙げて説明したが、第１実施形態〜第３実施形態のような駆動部１２によってルーバー部７Ａ，７Ｂを任意の姿勢に変更することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【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正面図である。
【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縦断面図である。
【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横断面図である。
【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の使用状態を概略的に示す横断面図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係る移動体の気流はく離抑制構造の折畳状態を概略的に示す横断面図である。
【図６】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おける駆動部の流体圧回路の回路図である。
【図７】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おける密封部の正面図である。
【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正面図である。
【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縦断面図である。
【図１０】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横断面図である。
【図１１】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使用状態を概略的に示す横断面図である。
【図１２】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折畳状態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１４】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縦断面図である。
【図１５】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横断面図である。
【図１６】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の使用状態を概略的に示す横断面図である。
【図１７】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の折畳状態を概略的に示す横断面図である。
【図１８】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正面図である。
【図１９】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平面図である。
【図２０】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縦断面図である。
【図２１】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横断面図である。
【図２２】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の一部を拡大して示す断面図であり、（Ａ）は図２０のXXIIA部分の断面図であり、（Ｂ）は図２１のXXIIB部分の断面図である。
【図２３】空気抵抗測定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XVIII-XVIIIC線で切断した状態を示す断面図である。
【図２４】空気抵抗の測定に使用した模型車両の外観図であり、（Ａ）正面図であり、（Ｂ）は平面図であり、（Ｃ）は側面図である。
【図２５】空気抵抗測定試験に使用した模型車両の車両先頭部の形状がつい立形である場合の外観図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は平面図であり、（Ｃ）は側面図である。
【図２６】空気抵抗測定試験に使用した模型車両の車両先頭部の形状が1/2円又は1/4円である場合の外観図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は1/2円の場合の平面図であり、（Ｃ）は1/4円の場合の平面図であり、（Ｄ）は側面図である。
【図２７】空気抵抗測定試験に使用した模型車両の車両先頭部の形状がフィンである場合の外観図であり、（Ａ）はフィンの形状及び変位量を示す平面図であり、（Ｂ）はフィンの固定状態を概略的に示す斜視図である。
【図２８】空気抵抗測定試験に使用した模型車両の車両先頭部の形状がフィン又は２枚のフィンを組み合わせたルーバーである場合の平面図である。
【図２９】模型車両の車両先頭部の形状毎の空気抵抗係数ＣD及び再付着を示すタフト番号を示すグラフである。
【図３０】走行試験に使用したルーバーの装着状態を概略的に示す外観図であり、（Ａ）はルーバーの装着状態を概略的に示す平面図であり、（Ｂ）はルーバーの装着状態を概略的に示す正面図である。
【図３１】走行試験に使用したルーバーの装着状態を概略的に示す断面図であり、（Ａ）は図３０のXXX-XXXA線で切断した状態を示す断面図であり、（Ｂ）は図３０のXXX-XXXB線で切断した状態を示す断面図であり、（Ｃ）は図３０のXXX-XXXC線で切断した状態を示す断面図である。
【図３２】ルーバを装着した場合と装着しなかった場合の列車突入時に形成されるトンネル内の圧力の時間変化を一例として示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０５】
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）
４  台車
５  気流はく離抑制構造
６  はく離抑制部
７，７Ａ，７Ｂ  ルーバー部
７ａ  内側フィン部
７ｂ  外側フィン部
７ｃ，７ｄ  透過部
７ｇ，７ｉ  凹状湾曲面（湾曲面）
７ｈ，７ｊ  凸状湾曲面（湾曲面）
７ｍ，７ｎ  平面
８〜１１，１８  連結部
１２  駆動部
１２ａ〜１２ｃ，１２ｎ  シリンダ部
１２ｄ〜１２ｆ，１２ｐ  ピストンロッド
１２ｇ〜１２ｉ，１２ｑ  流体圧回路
１３  密封部
１４  操作部
１５  設定部
１６  記憶部
１７  制御部
１９  フィン部
１９ｇ  凹状湾曲面（湾曲面）
１９ｈ  凸状湾曲面（湾曲面）
１９ｃ  透過部
２０  風洞試験装置
３０  模型車両
３０ａ  車両本体部
３０ｂ  車両先頭部
４０  空気抵抗測定装置
４１  突起物
４３Ａ，４３Ｂ  ルーバー
Ｆ  気流
Δ1，Δ21，Δ22，Δ3  間隙部
【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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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