(57)【要約】【課題】鉄道車両が走行中に風圧により横転するのを防止する横転防止システムを提供する。【解決手段】鉄道車両の車体２の屋根部２０と客室３の天井部３０との間の空間部内に車体の長手方向に設けた空気流通路４と、この流通路の端部に連通させて車体の先端壁部から外部へ開口して設け、車両の走行中に外部空気を前記流通路内に自動的に導入させる空気導入用開口部と、前記流通路に連通させて設け、先端部に車体の屋根部近くの両側壁部から外部へ開口して設けた噴出口部６１を有する空気噴出手段６とを備える。車両を走行させることにより、前記開口部から空気流通路内に導入される外部空気を噴出口部から車体外へ噴出させ、この噴出空気により車体の両側面部側の略全域部に横風防壁用のエアーカーテン７を形成するように構成する。エアーカーテンを横風の防壁として作用させて車体を防御し、風圧による車両の横転を防止する。【選択図】図３
2017019298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両が風圧により横転するのを防止する鉄道車両の横転防止システムであって、
鉄道車両の客室を有する車体の屋根部と前記客室の天井部との間の空間部内に、前記車体の長手方向に向けて設けた空気流通路と、
前記空気流通路の端部に連通させて前記車体の先端壁部から外部へ開口して設け、前記車両の走行中に外部空気を前記空気流通路内に自動的に導入させる空気導入用開口部と、
前記空気流通路の所望の部位に基端部を連通させて設け、先端部に前記車体の屋根部近くにおける両側壁部から外部へ開口させて設けた噴出口部を有する空気噴出手段と、を備え、
前記車両を走行させることにより、前記空気導入用開口部から前記空気流通路内に導入される外部空気を前記空気噴出手段の噴出口部から前記車体外へ噴出させ、この噴出空気により前記車体の両側面部側の略全域部に横風防壁用のエアーカーテンを形成するように構成した
ことを特徴とする鉄道車両の横転防止システム。
【請求項２】
前記空気流通路内に導入される外部空気を前記空気噴出手段の噴出口部から前記車体の側面部の下方部側へ噴出させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の横転防止システム。
【請求項３】
前記空気流通路内に導入される外部空気を前記空気噴出手段の噴出口部から前記車両の進行方向に対して前記車体の側面部の斜め後方下方部側へ噴出させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の横転防止システム。
【請求項４】
前記空気流通路は管状部材で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の鉄道車両の横転防止システム。
【請求項５】
前記空気流通路は、前記車体の前記屋根部と前記客室の天井部との間の空間部内における前記車体の左右両方の側部側に配置して設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の鉄道車両の横転防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄道車両の横転防止システムに関する。さらに詳しくは、新幹線等の高速列車、電車、電気機関車、その他の鉄道車両が走行中に風圧により横転するのを防止する鉄道車両の横転防止システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両が走行中に横転事故が発生する主たる原因として、車両の脱線事故に伴って発生する場合と、主に車両に対する横風による風圧により発生する事例が挙げられる。
【０００３】
従来、鉄道車両の走行中における脱線事故を防止する技術として、例えば、特許文献１ないし４の各公報に記載されているように、各種の発明が提案されている。
【０００４】
上記各特許文献に記載の発明によれば、それぞれの特性により、車両の走行中の脱線事故を防止する作用を有している。
【０００５】
しかし、車両が走行中に風圧により横転するのを防止する技術は未だ提案されていない。したがって、風圧により横転事故が発生する危険性を有している。そのため、現状においては、風速が規定値以上（例えば、２５ｍないし３０ｍ／秒以上）になった場合には、減速して走行するか、走行を休止し、或いは運行を中止して対応している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３４５０２号公報
【特許文献２】特開２００６−１４３１６４号公報
【特許文献３】特開２００７−１１２３２８号公報
【特許文献４】特開２００６−１９９１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記したような実情に鑑みてなされたもので、鉄道車両が走行中に風圧により横転するのを防止し得る鉄道車両の横転防止システム提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、鉄道車両が風圧により横転するのを防止する鉄道車両の横転防止システムであって、
鉄道車両の客室を有する車体の屋根部と前記客室の天井部との間の空間部内に、前記車体の長手方向に向けて設けた空気流通路と、
前記空気流通路の端部に連通させて前記車体の先端壁部から外部へ開口して設け、前記車両の走行中に外部空気を前記空気流通路内に自動的に導入させる空気導入用開口部と、
前記空気流通路の所望の部位に基端部を連通させて設け、先端部に前記車体の屋根部近くにおける両側壁部から外部へ開口させて設けた噴出口部を有する空気噴出手段と、を備え、
前記車両を走行させることにより、前記空気導入用開口部から前記空気流通路内に導入される外部空気を前記空気噴出手段の噴出口部から前記車体外へ噴出させ、この噴出空気により前記車体の両側面部側の略全域部に横風防壁用のエアーカーテンを形成するように構成したことを特徴とする。
【０００９】
なお、本発明は、例えば新幹線その他の高速列車、電車、電気機関車、その他客室を有する車体を備え、鉄道レール上を走行する全ての鉄道車両に適応可能である。また、リニアモータカーにも適応可能である。
【００１０】
本発明の上記構成によれば、前記車両を走行させることにより、走行中に外部空気を空気導入用開口部から空気流通路内に自動的、かつ連続的に導入（圧力導入）。そして、前記流通路内に導入された外部空気を空気噴出手段の噴出口部から車体外へ噴出させ、この噴出空気により車体の両側面部側の略全域部に横風防壁用のエアーカーテンを形成するように構成してある。
【００１１】
したがって、車両の走行中に横方向から風を受けても、エアーカーテンが風の防壁として作用し、横風が車体に直接当たるのを防御するので、風圧により車両が横転するのを防止することができる。
【００１２】
本発明においては、前記空気流通路内に導入される外部空気を前記空気噴出手段の噴出口部から前記車体の側面部の下方部側へ噴出させるように構成することができる。
【００１３】
本発明においては、前記空気流通路内に導入される外部空気を前記空気噴出手段の噴出口部から前記車両の進行方向に対して前記車体の側面部の斜め後方下方部側へ噴出させるように構成することができる。
【００１４】
本発明においては、前記空気流通路は管状部材で形成する構成を採用することができる。
【００１５】
本発明においては、前記空気流通路は、前記車体の前記屋根部と前記客室の天井部との間の空間部内における前記車体の左右両方の側部側に配置して設ける構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両の走行中に横風を受けても、エアーカーテンが風の防壁として作用し、車体を横風から防御するので、風圧により車両が横転するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の鉄道車両の横転防止システムを装備した複数両（図示では５両）の鉄道車両を連結して編成した列車の構成を概略的に示す図であって、同図（ａ）は説明平面図、同図（ｂ）は説明側面図である。
【図２】図１に示す列車のうち、一両の鉄道車両を拡大し、その構成を概略的に示す図であって、同図（ａ）は説明平面図、同図（ｂ）は説明側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線で切断し、その一部の構成を拡大して概略的に示す説明断面図である。
【図４】図２（ｂ）の鉄道車両に装備した横転防止システムの作用を説明するために示す車両の側面側から見た作用説明図である。
【図５】同じく同上車両の正面側から見た作用説明図である。
【図６】前記車両に装備した鉄道車両の横転防止システムの一部の構成を概略的に示す説明平面図である。
【図７】図２（ｂ）のＡ−Ａ線で切断し、その一部の構成を拡大し、他の実施形態の空気流通路を採用した横転防止システムの構成を概略的に示す説明断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態の鉄道車両の横転防止システムを装備した鉄道車両の構成を概略的に示す図であって、同図（ａ）は説明平面図、同図（ｂ）は説明側面図、同図（ｃ）は前記鉄道車両の横転防止システムの一部の構成を概略的に示す説明平面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態の鉄道車両の横転防止システムを装備した鉄道車両の構成を概略的に示す図であって、同図（ａ）は説明平面図、同図（ｂ）は説明側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の自動消火装置の実施形態の一例について説明する。
【００１９】
図１ないし図６は本発明の一実施形態（実施形態１）の鉄道車両の横転防止システムを示す。図１には、一例として、前記横転防止システムを装備した複数両（図示では５両）の鉄道車両１Ａ…１Ｅを連結した５両編成の列車が開示されている。
【００２０】
各車両１Ａ…１Ｅは、乗客が搭乗する客室３（図３参照）を有する車体２と、鉄道レールＲ上を走行させる車輪１０を有し、車体２を支持する台車（図示せず）とを備える。なお、台車には緩衝装置や車軸及び軸受その他の機器を設けてあるが、説明を簡略化するため省略してある。
【００２１】
前記車両のうち、先頭の車両１Ａは運転室を備えている。また、車両１Ａ以外の各車両１Ｂ…１Ｅは略同一に構成されている。これら各車両自体の前記した構成は従来の鉄道車両の構成と同様である。
【００２２】
本発明は上記したような構成を具備する鉄道車両に装備する鉄道車両の横転防止システムである。以下、その詳細について具体的に説明する。なお、図２ないし図５には、前記横転防止システムを装備した鉄道車両１Ａ…１Ｅのうち、一例として鉄道車両１Ｂが開示されている。
【００２３】
上記図１ないし図６に示すように、本実施形態の鉄道車両の横転防止システムは、空気を流通する一対の空気流通路４、４と、前記両流通路４内へ外部空気を導入する空気導入用開口部５、５と、前記流通路内に導入される外部空気を噴出させる空気噴出手段６…６とを備える。
【００２４】
前記両空気流通路４は、車体２の屋根部２０（屋根構体）と客室３の天井部３０との間の空間部２１（図３参照）内に、車体２の長手方向（車体の前後方向）に向けて配設されている。
【００２５】
本実施形態（実施形態１）の両空気流通路４は、所望の直径及び長さの円管状の管状部材４０で構成され、前記空間部２１における車体２の左右の両方の側部側に位置させて対向して配置して設けてある。前記流通路の管状部材４０の直径は所望に応じて適当な大きさに設定できるものであるが、例えば、直径約１０ｃｍ〜約２０ｃｍ程度に形成することができる。但し、上記範囲内に限定するものではない。また、前記通路の管状部材４０の長さは、車体２の前後の長さに応じて所望の長さに設定する。本実施形態では、車体２の長さより幾分短尺に形成されている。
【００２６】
前記両空気導入用開口部５は、車両の走行中に外部空気を両空気流通路４内に自動的に導入させるものである。前記両開口部５は両流通路４の端部に連通させて車体２の先端壁部から外部へ開口して設けてある。本実施形態では、図１及び図２において車体２の左側の先端壁部から外部へ開口して設けた例が開示されている。これにより、車両１Ｂ（他の車両についても同様）を図１、図２の矢印Ｘで示す方向（前記図において左方向）へ走行させることにより、図２の矢印Ｙで示すように、走行中に外部空気を両空気流通路４内に自動的かつ連続的に圧力導入するように構成されている。前記外部空気の導入圧力は、車両の走行速度に比例して増大する。
【００２７】
本実施形態の両空気流通路４は、前記開口部５と連通させた側の端部（図２において左側の端部）と反対側の端部（図２において右側の端部）を、図６に示すように、蓋部材４１で閉塞されている。
【００２８】
前記各空気噴出手段６は、両流通路内に導入される外部空気を車体２の所望部から車体外へ噴出させる手段である。空気噴出手段６は両流通路４の所望の部位に基端部を連通させて両流通路４にそれぞれ所望数づつ設ける。図２及び図４では９個づつ設けた例が開示されている。なお、前記数量は任意に増減できるものである。
【００２９】
本実施形態の各空気噴出手段６は、図３に詳細に示すように、先端部に噴出口部６１を有するノズル状の噴出管部６０で構成されている。各噴出手段６は、空気流通路４に所望の間隔で噴出管部６０基端部を連通させると共に噴出口部６１を車体２の屋根部２０近くにおける両側壁部２２から外部へ開口させて設けてある。
【００３０】
前記各空気噴出手段６の噴出口部６１から車体外へ噴出させる噴出空気により、車体の両側面部側の略全域部に横風防壁用のエアーカーテン７を形成するように構成する。
【００３１】
本実施形態では、図３ないし図５に示すように、空気流通路内に導入される外部空気を各空気噴出手段６の噴出口部から車体２の両側面部の下方部側へ噴出させ、この噴出空気により横風防壁用のエアーカーテン７を形成するように構成してある。これにより、車両を走行することにより、走行している間中、車体の両側面部側の略全域部に前記エアーカーテン７を形成するように構成されている。
【００３２】
本実施形態の鉄道車両の横転防止システムは上記のように構成したもので、次に作用効果等について説明する。
【００３３】
鉄道車両を図２の矢印Ｘで示す方向に走行させることにより、走行中に外部空気を両空気導入用開口部５から図２に矢印Ｙで示すように両空気流通路４内に自動的、かつ連続的に導入（圧力導入）する。
【００３４】
そして、流通路４内に導入された外部空気は各空気噴出手段６の噴出口部６１から車体２の屋根部近くにおける両側壁部から車体外の両側部の下方部側へ噴出（圧力噴出）させ、この噴出空気により車体２の両側面部側の略全域部に横風防壁用のエアーカーテン７が形成される。
【００３５】
したがって、図５に示すように、車両の走行中に横方向から風８を受けても、エアーカーテン７が防壁として作用し、横風８が車体２に直接当たるのを防御するので、風圧により車両が横転するのを防止することができる。
【００３６】
また、上記したように、車両の走行中、外部空気を両空気導入用開口部から両空気流通路内に自動的に圧力導入されるが、導入圧力は車両の走行速度に比例して増大するので、噴出圧力も増大してエアーカーテンを形成する。したがって、車両を高速で走行しても強力に噴出されるエアーカーテンにより、車体を横風から防御するので、風圧により車両が横転するのを防止することができる。
【００３７】
図７は本発明の他の実施形態（実施形態２）の鉄道車両の横転防止システムを示す。なお、実施形態２において、実施形態１で既に説明した構成と共通する構成部分等には同一符号を付して説明を省略する。この点については後述する各実施形態においても同様である。
【００３８】
実施形態２の鉄道車両の横転防止システムは、外部空気を導入する空気流通路の構成に特徴がある。
【００３９】
実施形態２の両空気流通路４Ａは、所望の断面積の角管状の管状部材４０Ａで構成したことを特徴とするものである。管状部材４０Ａの面積（容積）の大きさは実施形態１と同様に所望の大きさに設定できるものであるが、例えば、横巾：約１０ｃｍ〜約２０ｃｍ、縦巾（上下巾）：約１０ｃｍ〜約２０ｃｍ程度の四角形断面の角管状の管状部材を採用できる。但し、上記範囲に限定するものではない。
【００４０】
実施形態２の空気流通路４Ａの管状部材４０Ａの長さは、実施形態１と同様に車体２の前後の長さに応じて所望の長さに設定する。他の構成は実施形態１と同様である。
【００４１】
実施形態２の鉄道車両の横転防止システムは上記のように構成したものである。これにより、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００４２】
図８は本発明のさらに他の実施形態（実施形態３）の鉄道車両の横転防止システムを示す。実施形態３は、空気流通路中に開閉バルブを設けた構成及び前記流通路の両端部に空気導入用開口部を設けた構成に特徴がある。
【００４３】
実施形態３は、一対の空気流通路４Ｂ、４Ｂの長さを車体の長さと略同じ長さに形成し、両流通路４Ｂの両端部側の所望の部位に電磁式その他の所望の開閉バルブ８Ａ、８Ｂを介装して設けてある。
【００４４】
実施形態３の両空気流通路４Ｂは、実施形態１又は２と同様に円管状又は角管状の管状部材４０Ｂで構成されている。
【００４５】
実施形態３の両空気流通路４Ｂは両端を開口し、空気導入用開口部５Ａ、５Ｂを両流通路４Ｂの両端部に連通させて車体２の前後の両先端壁部から外部へ開口して設けてある。即ち、図８（ａ）に示すように、一方の空気導入用開口部５Ａは、同図において車体２の左側の先端壁部から外部へ開口して設けてある。また、他方の空気導入用開口部５Ｂは、同図において車体２の右側の先端壁部から外部へ開口して設けてある。
【００４６】
実施形態３は、上記構成により、両開口部５Ａ及び５Ｂから外部空気を両流通路４Ｂ、４Ｂ内に自動的に導入させるように構成してある。即ち、さらに具体的に説明すると、車両を図８（ａ）の矢印Ｘ１で示す方向（同図において左方向）へ走行させることにより、同図に矢印Ｙ１で示すように、開口部５Ａから外部空気を流通路４Ｂ内に自動的、かつ連続的に圧力導入させるように構成されている。
また、車両を図８（ａ）の矢印Ｘ２で示す方向（同図において右方向）へ走行させることにより、同図に矢印Ｙ２で示すように、開口部５Ｂから外部空気を流通路４Ｂ内に自動的、かつ連続的に圧力導入させるように構成してある。
【００４７】
実施形態３は、車両を図８（ａ）に矢印Ｘ１で示す方向（左方向）へ走行する際には、一方のバルブ８Ａを開けると共に他方のバルブ８Ｂを閉じるものである。これにより、車両を前記方向へ走行することにより、走行している間中、外部空気を開口部５Ａから両流通路４Ｂ内に圧力導入し、この圧力導入される外部空気（圧力空気）を各空気噴出手段６の噴出口部６１から車体２の両側面部の下方部側へ噴出させ、この噴出空気により、実施形態１と同様に横風防壁用のエアーカーテン７を形成するように構成してある。これにより、車両を前記した方向へ走行させることにより、走行している間中、車体２の両側面部側の略全域部に前記エアーカーテン７を形成するように構成してある。
【００４８】
また、車両を図８（ａ）に矢印Ｘ２で示す方向（右方向）へ走行する際には、前記と逆にバルブ８Ｂを開けると共にバルブ８Ａを閉じる。これにより、車両を矢印Ｘ２で示す方向へ走行させることにより、走行している間中、外部空気を開口部５Ｂから両流通路４Ｂ内に圧力導入し、この圧力導入される外部空気（圧力空気）を各空気噴出手段６の噴出口部６１から車体２の両側面部の下方部側へ噴出させ、この噴出空気により、前記と同様に横風防壁用のエアーカーテン７を形成するように構成してある。これにより、車両を前記した方向へ走行させることにより、走行している間中、車体２の両側面部側の略全域部に前記エアーカーテン７を形成するように構成してある。
【００４９】
上記のように、実施形態３は、車両の走行（進行）させる方向により、両バルブ８Ａ及び８Ｂを選択して開閉して使用するもので、これにより、車両を図８（ａ）において左右にずれの方向に走行しても、走行中、外部空気を両流通路４Ｂ内に自動的、かつ、連続的に圧力導入して空気噴出手段６の噴出口部から噴出（噴射）して前記エアーカーテン７を形成するように構成してある。他の構成は実施形態１と同様である。
【００５０】
なお、鉄道車両は、通常は図８（ａ）において左方向及び右方向の両方向へ走行可能になっている。したがって、基本的には実施形態３に開示したような方式の構成を採用することが好ましい。
【００５１】
実施形態３の鉄道車両の横転防止システムは上記のように構成したものである。これにより、実施形態１と同様の作用効果を奏する。また、実施形態３によれば、実施形態１の作用効果に加え、上述した作用効果を奏する。
【００５２】
図９は本発明のさらに他の実施形態（実施形態４）の鉄道車両の横転防止システムを示す。実施形態４は空気噴出手段の噴出口部から噴出される空気の噴出方向の構成に特徴がある。
【００５３】
実施形態４は、両空気流通路４内に圧力導入される外部空気を各空気噴出手段６Ａの噴出口部６１から車両の進行方向に対して車体２の両側面部の斜め後方下方部側へ圧力噴出させるように構成したものである。
【００５４】
実施形態４の前記構成は、例えば各噴出手段６Ａの噴出口部６０の構成を設計的に変更することにより構成することができる。これにより、両空気導入用開口部５から両空気流通路４内へ圧力導入される外部空気は、図９（ａ）に矢印で示すように、車両の進行方向（矢印Ｘで示す方向）に対して各噴出口部から車体２の両側面部の斜め後方下方部側へ圧力噴出させるように構成してある。
【００５５】
そして、実施形態４は、実施形態１と同様に、各噴出手段６Ａの噴出口部６１から圧力噴射される噴射空気により、図９（ｂ）に示すように横風防壁用のエアーカーテン７Ａを形成するように構成したものである。なお、実施形態４の両空気導入用開口部５は、先端方向に拡径するように概略ラッパ形状に形成し、外部空気を導入し易く構成してある。他の構成は実施形態１と同様である。
【００５６】
実施形態４は上記のように構成したものである。これにより、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
なお、上記実施形態では、空気導入用開口部を常時開口状態に構成した例について開示されている。この場合において、前記空気導入用開口部を任意の開閉手段により開閉可能に構成し、天候状況その他所望に応じて前記開口部を閉じた状態で車両を運行させ得るように構成してもよい。
【００５８】
また、上記した実施形態は一例として開示したもので、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく空気流通路の構成、空気導入用開口部の構成、及び空気噴出手段の構成は、特許請求の範囲に記載の技術思想を越脱しない範囲内において任意に変更可能なものである。
【符号の説明】
【００５９】
１Ａ…１Ｅ    鉄道車両
２        車体
３        客室
４        空気流通路
５        空気導入用開口部
６        空気噴出手段
２０      車体の屋根部
２１      空間部
２２      車体の側壁部
３０      客室の天井部
【図１】
2017019298.tif 000003
【図２】
2017019298.tif 000004
【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】
2017019298.tif 000009
【図８】
2017019298.tif 000010
【図９】
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