JP2016043736A - 鉄道車両用の空気抵抗低減部材 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄道車両用の空気抵抗低減部材において、鉄道車両のメンテナンス等の作業負担を増大させることなく空気抵抗を良好に低減でき、従来よりも長寿命化を実現できるようにする。
【解決手段】
鉄道車両１の車両２の車体側面３ｄに、上下方向に表面が延びた第１領域３ｅと、第１領域３ｅより下方において、車幅が下方に向けて狭くなるように屈曲した第２領域３ｆとを形成する。第２領域３ｆにおける車間部Ｓ２または開口部Ｓ１の進行方向前側における周縁領域に、側方に突出するように空気抵抗低減部材８を取り付ける。空気抵抗低減部材８は、鉄道車両１の進行方向の前方から後方に向かって、上下方向の幅と、車体側面から側方への突出高さとがともに増大し、上下方向に向かって下り勾配をなす第１傾斜面部８ｅ及び第２傾斜面部８ｆを有する形状とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、鉄道車両用の空気抵抗低減部材に関する。

例えば、特許文献１には、鉄道車両の車体側面に対し、開口部から露出する台車を覆うように側板を取り付け、高速走行時における鉄道車両の近傍を流れる空気流を案内することにより、鉄道車両が空気流から受ける空気抵抗の低減を図る技術が開示されている。

また、特許文献２には、鉄道車両を構成する車両同士の車間部と、車体側面及び側板部材間とを覆うように網状体をそれぞれ設け、高速走行時における鉄道車両の近傍を流れる空気流を網状体に当てて分散させることにより、鉄道車両が空気流から受ける空気抵抗の低減を図る技術が開示されている。

特開２００５−２６２９６２号公報 特開平７−１７２３１１号公報

特許文献１及び２に開示された技術は、鉄道車両の開口部または車間部を所定の部材で覆うため、開口部または車間部の内部においてメンテナンス等の作業を行う際には、開口部または車間部を外部に開放するための工程が必要となり、作業負担が増大する。

また、車間部のような走行時の可動部分を覆うように部材を設ける場合には、当該部材の耐久性により使用可能期間が定められ、定期的に部材を交換する必要が生じうる。これにより、運用コストが増加する。

そこで本発明は、鉄道車両用の空気抵抗低減部材において、鉄道車両のメンテナンス等の作業負担を増大させることなく空気抵抗を良好に低減でき、従来よりも長寿命化を実現できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る鉄道車両用の空気抵抗低減部材は、上下方向に表面が延びた第１領域と、前記第１領域より下方において、下方に向けて車幅が狭くなるように屈曲した第２領域とを有する鉄道車両の車体側面に対し、前記第２領域における車間部または開口部の前記鉄道車両の進行方向前方の周縁領域に取り付けられ、前記車体側面から側方に突設された突出頂部と、前記突出頂部から前記鉄道車両の進行方向前方及び上下方向に向かって下り勾配を成す傾斜面部とを有し、上下方向の幅が、前記鉄道車両の進行方向前方から後方に向かって増大した形状を有する。

上記態様に係る鉄道車両用の空気抵抗低減部材は、鉄道車両の進行方向の前方及び上下方向に向かって下り勾配を成す傾斜面部を有するとともに、上下方向の幅が鉄道車両の進行方向の前方から後方に向かって増大した形状を有するので、走行時に鉄道車両の車体側面の近傍を流れる空気流を傾斜面部に当てて車体側面から外方に離間させることにより、空気抵抗低減部材よりも鉄道車両の進行方向後方に存在する車間部または開口部に空気流が流れ込むのを防止できる。車幅が下方に向けて狭くなるように屈曲して形成された第２領域の近傍を流れる空気流の流速は、第１領域の近傍を流れる空気流の流速よりも遅いので、空気抵抗低減部材を第２領域に取り付けることで、空気抵抗低減部材自身の空気抵抗を低減しながら、効率よく空気流を車体側面から離間させることができる。従って、鉄道車両が空気流より受ける空気抵抗を良好に低減できる。

上記本発明の一態様に係る鉄道車両用の空気抵抗低減部材は、鉄道車両の車間部または開口部を閉塞することなく車体側面に取り付けられるので、鉄道車両のメンテナンス等の作業時において、空気抵抗低減部材を取り付けたことによる作業負担が増大するのを防止できる。また、上記本発明の一態様に係る空気抵抗低減部材は、鉄道車両の可動部を覆うように設ける必要がないので、高い耐久性を維持でき、定期的な交換回数を少なくできる。

結果として、鉄道車両用の空気抵抗低減部材において、鉄道車両のメンテナンス等の作業負担を増大させることなく空気抵抗を良好に低減でき、従来よりも長寿命化を実現できる。

実施形態に係る鉄道車両の部分側面図である。 鉄道車両の図１のII−II線矢視断面図である。 空気抵抗低減部材の正面図である。 空気抵抗低減部材の斜視図である。 鉄道車両に取り付けられた状態における図３の空気抵抗低減部材のV−V線矢視断面図である。 図３の空気抵抗低減部材のVI−VI線矢視断面図である。 鉄道車両の走行中において空気抵抗低減部材の近傍を流れる空気流の動きを示す模式図である。 鉄道車両の走行中において車両側面の近傍を流れる空気流の流速分布をシミュレーションにより算出した結果を示す図である。 変形例１に係る空気抵抗低減部材の正面図である。 変形例２に係る空気抵抗低減部材の正面図である。 変形例３に係る鉄道車両の部分側面図である。

以下、本発明の実施形態とその変形例とについて、各図を参照して説明する。

＜実施形態＞
［鉄道車両］
図１は、実施形態に係る鉄道車両１の部分側面図である。図２は、鉄道車両１の図１のII−II線矢視断面図である。図２では、車両２の輪郭線を実線で示し、台枠３ａと輪軸６の一部とを破線で示し、法令で定められた車体の車両限界を規定する限界線Ｐを一点鎖線で示している。

図１及び２に示す鉄道車両１は、いわゆる高速鉄道車両であって、連結された複数の車両２を備えて構成される。車両２の各々は、進行方向に延びる車体３と、線路Ｒ上に走行可能に配置され、車体３を下方より支持する複数の台車４とを有する。一例として、鉄道車両１は、線路Ｒに沿って、図１の紙面左右方向のいずれの方向に対しても走行が可能である。

車体３は、各台車４の上方で水平に配置された台枠３ａと、車体３の幅方向の両側にそれぞれ配置された側構体３ｂと、各側構体３ｂの上方に配置された屋根構体３ｃとを有する。側構体３ｂの外面は、車両２の車体側面３ｄをなしている。車体側面３ｄは、上下方向に表面が延びた第１領域３ｅと、第１領域３ｅより下方において、車両２の車幅が下方に向けて狭くなるように屈曲して形成された第２領域３ｆとを有する。図２に示すように、第２領域３ｆは、一例として、下方に行くに従って、車両２の幅方向の内方に曲面状に屈曲した側面形状を有する。これにより、第２領域３ｆは、台枠３ａの下方に配置された不図示の各種機器及び各種構造物を覆っている。第２領域３ｆには、鉄道車両１の進行方向に交差する方向に延びる縁辺３ｇ等で規定され且つ下方に開放された切欠部である開口部Ｓ１が、車体３の長手方向に間隔をおいて複数にわたり形成されている。

台車４は、台車枠５と、台車枠５に回転可能に軸支された一対の輪軸６とを有し、車両２における各開口部Ｓ１の内部において、車体３を下方から支持するように設けられている。

隣接する２台の車両２の各々は、その長手方向端部である妻構え３ｈを互いに対向させた状態で、車間部Ｓ２をおいて、連結部３ｉにより連結されている。車間部Ｓ２では、車両２の車体側面３ｄを平面視する方向から見て、第１領域３ｅと略同じ高さの空間が幌７で囲まれ、第２領域３ｆと略同じ高さの空間が外部に露出している。

［空気抵抗低減部材］
図１及び２に示すように、隣接する２両の車両２の長手方向両端付近における第２領域３ｆには、空気抵抗低減部材８、９が取り付けられている。図３は、空気抵抗低減部材８の正面図である。図４は、空気抵抗低減部材８の斜視図である。図５は、鉄道車両１に取り付けられた状態における図３の空気抵抗低減部材８のV−V線矢視断面図である。図６は、図３の空気抵抗低減部材８のVI−VI線矢視断面図である。

空気抵抗低減部材８、９は、鉄道車両１の走行時において、車体側面３ｄの近傍を流れる空気流より鉄道車両１が受ける空気抵抗を低減する目的で設けられる。空気抵抗低減部材８、９は、互いに対称的な形状を有し且つ同じサイズで構成されている。従って、以下では、空気抵抗低減部材８の具体的な構成を説明する。

図３及び６に示すように、空気抵抗低減部材８は、鉄道車両１の進行方向における前方から後方に向かって、上下方向の幅Ｗと、車体側面３ｄから側方への突出高さｈとが、ともに増大した形状を有する。空気抵抗低減部材８は、第２領域３ｆに取り付けられた状態で平面視すると、３つの角部を有する緩やかな三角形状の輪郭形状をしている。空気抵抗低減部材８は、第２領域３ｆに取り付けられる際、第１角部８ａが車両進行方向における前端部として配置され、第２角部８ｂが上方向における端部として配置され、第３角部８ｃが下方向における端部として配置される。なお、鉄道車両１は、図１の紙面の左右方向のいずれにも進行可能であるので、隣接する２両の車両２の車体側面３ｄの各々に取り付けられる空気抵抗低減部材８、９は、車両２の長手方向で互いに逆向きとなる対称形状を有するように形成される。

図３〜５に示すように、空気抵抗低減部材８は、第１角部８ａから鉄道車両１の進行方向後方に位置する領域において、側方に突出するように形成された突出頂部８ｄを有する。突出頂部８ｄは、空気抵抗低減部材８の上下方向の幅Ｗにおける中央部Ｏよりも下方側の位置に形成されている。突出頂部８ｄの突出高さｈは、車両２の車体側面３ｄの近傍を流れる空気流を車体側面３ｄの側方に案内するために十分な高さに設計される。図２及び３に示すように、鉄道車両１では、空気抵抗低減部材８を第２領域３ｆに設け、且つ、第２領域３ｆの屈曲率が大きくなる車体３の下方側に突出頂部８ｄを偏在させている。これによって、車両２の左右両側の車体側面３ｄから車幅方向に向かう各突出頂部８ｄの厚みｔと、突出頂部８ｄの位置に対応する高さの鉄道車両１の車両２の車幅Ｎとの合計長さＤ１（Ｎ＋２×ｔ）が、突出頂部８ｄの位置に対応する高さにおいて法令で規定された車両限界幅Ｄ２（図２に示した限界線Ｐを参照）よりも短くなるように設定されている。これにより、前記合計長さＤ１（Ｎ＋２×ｔ）が法令で規定された車両限界幅Ｄ２を超えない範囲で、車体側面３ｄから側方に向けて突出頂部８ｄをある程度突出させることができるように図られている。

空気抵抗低減部材８に突出頂部８ｄを設けたことにより、空気抵抗低減部材８には、突出頂部８ｄから鉄道車両１の進行方向の前方及び上方向に向かって下り勾配をなす第１傾斜面部８ｅと、突出頂部８ｄから鉄道車両１の進行方向の前方及び下方向に向かって下り勾配をなす第２傾斜面部８ｆとがそれぞれ形成されている。第１傾斜面部８ｅと、第２傾斜面部８ｆとは、一例として、平滑な表面を有する。第１傾斜面部８ｅと、第２傾斜面部８ｆとは、鉄道車両１の走行時において、第２領域３ｆの近傍を流れる空気流を車体側面３ｄから離間させるように案内する。また、空気抵抗低減部材８では、一例として、第１角部８ａと突出頂部８ｄとを結ぶ稜線Ｑ（上下方向の幅Ｗに沿った方向で、空気抵抗低減部材８の高さが最も高くなる表面上の各点を第１角部８ａと突出頂部８ｄとの間で結ぶ線）が、鉄道車両１の進行方向方向前方から後方に向かって緩やかな下り勾配となるように位置している。

空気抵抗低減部材８の後部には、平滑な表面を有する端面８ｇが形成される。図５に示すように、空気抵抗低減部材８は、車体側面３ｄにおける第２領域３ｆの形状に沿って上下方向に延びる円弧状の断面形状を有するように形成されている。空気抵抗低減部材８は、一例として、端面８ｇの表面が車間部Ｓ２における妻構え３ｈの外表面と略同一平面内に位置するように車体側面３ｄに取り付けられる。なお、空気抵抗低減部材８は、端面８ｇが妻構え３ｈの外表面よりも車間部Ｓ２側に突出するように車体側面３ｄに取り付けてもよい。

図６に示すように、第１角部８ａと突出頂部８ｄとを結ぶ直線と、鉄道車両の進行方向との間の角度θは、一例として、５°以上１５°以下の範囲となるように設定される。この角度θの範囲は、空気抵抗低減部材８によって空気流を車体側面３ｄから離間する方向に良好に案内するとともに、空気抵抗低減部材８自身による空気抵抗を抑制することを考慮して設定されている。鉄道車両１の進行方向における空気抵抗低減部材８の長さＬは、適宜調節が可能であり、例えば、空気抵抗低減部材８を取り付ける第２領域３ｆの表面を構成するパネルのサイズに合わせて設定できる。

図７は、鉄道車両１の走行中において空気抵抗低減部材８の近傍を流れる空気流の動きを示す模式図である。空気抵抗低減部材８が空気抵抗低減部材９よりも鉄道車両１の進行方向前方に位置するように鉄道車両１が走行する際には、鉄道車両１の進行方向の前方から後方に向けて、比較的高速の空気流が車両２の車体側面３ｄの近傍を流通する。図７に示すように、車体側面３ｄの第２領域３ｆの近傍を流通する空気流が車間部Ｓ２に接近する際、その空気流の一部が、空気抵抗低減部材８における第１傾斜面部８ｅまたは第２傾斜面部８ｆの表面に衝突する。第１傾斜面部８ｅの表面８ｅ１に衝突した空気流Ｅ１は、鉄道車両１の進行方向且つ上方向に向かって車両２から離間するように案内される。また、第２傾斜面部８ｆの表面８ｆ１に衝突した空気流Ｅ２は、鉄道車両１の進行方向且つ下方に向かって車両２から離間するように案内される。これにより、空気抵抗低減部材８より後方の車間部Ｓ２には、空気流Ｅ１、Ｅ２が入り込むのが抑制されるので、車間部Ｓ２に空気流Ｅ１、Ｅ２が入り込むことにより生じる空気抵抗が低減される。なお、空気抵抗低減部材８は、後部に端面８ｇを有しており、空気抵抗低減部材８の内部は、外部に対して閉塞されている。従って、空気流Ｅ１、Ｅ２が鉄道車両１の進行方向後方から前方に回り込み、空気抵抗低減部材８の内部に入り込んで空気抵抗を生じるおそれはない。また、空気抵抗低減部材８では、鉄道車両１の進行方向前方から後方に向かって、稜線Ｑが緩やかな下り勾配となるように位置しているので、空気抵抗低減部材８に衝突した空気流を、流速が比較的遅い領域（例えば車体３の下部側の空気層）へと導く効果が奏される。このような効果は、空気抵抗低減部材９が空気抵抗低減部材８よりも鉄道車両１の進行方向前方に位置するように鉄道車両１が走行する際には、空気抵抗低減部材９においても同様に奏される。

図８は、鉄道車両の走行中において車両側面の近傍を流れる空気流の流速分布をシミュレーションにより算出した結果を示す図である。図８では、空気抵抗低減部材を取り付けていない鉄道車両を所定の速度で高速走行させたときの車両側面の近傍を流れる空気流の流速分布を、最高速度を１００％とした場合における相対速度として示している。一般に、車両側面の近傍を流れる空気流の多くは、鉄道車両の進行方向の前方から後方に向けて流通するが、車体側面の近傍を流れる一部の空気流の流通方向及び速度は、車体形状および近傍の地上構造物等による影響を受けて変化する。図８に示すように、車体側面の第２領域３ｆは、下方に向けて車両２の内方に屈曲しているため、第２領域３ｆの近傍を流れる空気流の速度は、第１領域３ｅの近傍を流れる空気流の速度よりも相対的に遅くなる。第１領域３ｅの近傍を流れる空気流の流速は、鉄道車両１の速度と近いが、第２領域３ｆの近傍を流れる空気流の流速は、車両２の下方寄りの位置では、鉄道車両１の速度の半分程度まで低下する。本実施形態では、このような空気流の流速の違いに着目し、第２領域３ｆに空気抵抗低減部材８、９を設けることで、空気抵抗低減部材８、９自身が空気流から受ける空気抵抗を低減しながら、空気抵抗低減部材８、９により空気流を車体側面３ｄから離間させることで、鉄道車両１の空気抵抗を良好に低減させている。

空気抵抗低減部材８、９は、車両２の車体側面３ｄに対し、車間部Ｓ２または開口部Ｓ１を閉塞せずに取り付けることができる。従って、車間部Ｓ２または開口部Ｓ１の内部に対してメンテナンスする等の作業を行う際に空気抵抗低減部材８、９を取り外す必要がないので、空気抵抗低減部材８、９を取り付けたことによる作業負担の増大を防止できる。

また、空気抵抗低減部材８、９は、車間部Ｓ２のように、鉄道車両１の走行時に可動部となる部分を覆うように設ける必要がない。従って、使用時に伸縮や変形を生じないので耐久性により制限を受けることが少なく、使用可能期間を比較的長くでき、定期的な交換回数を少なくできる。

結果として、空気抵抗低減部材８、９によれば、空気抵抗を良好に低減しつつ、鉄道車両１のメンテナンス等における作業負担を低減し、従来よりも長寿命を実現できる。また、空気抵抗低減部材８、９は、既存の車両２に対して比較的容易に取り付けることが可能である。従って、運用コストの低減を期待できる。

＜確認試験＞
空気抵抗低減部材の突出頂部の突出高さと、上下方向における突出頂部の位置を変化させたときに、空気抵抗低減部材による空気抵抗の低減効果がどのように変化するかを以下の手法で調べた。

上下方向における空気抵抗低減部材の中央部Ｏに突出頂部を配置し、突出高さｈを５０ｍｍ、長さを３００ｍｍ、最大幅を５９０ｍｍ、角度θを９．５°に設定した空気抵抗低減部材を基本構造として用意した。この基本構造の空気抵抗低減部材の上下方向における突出頂部の位置と、突出高さｈとをそれぞれ変化させることにより、表１に示す実施例Ａ〜Ｅを用意した。

これらの実施例Ａ〜Ｅの各々を鉄道車両の車両側面の第２領域に取り付けた場合において、走行中の鉄道車両が空気流より受ける空気抵抗の変化をシミュレーションにより算出した。空気抵抗は、複数の車両を連結して編成された鉄道車両において、各車間部における各車両の妻構えの外表面が空気流より受ける圧力及び摩擦抵抗の総和として計算した。空気抵抗低減部材を取り付けなかった鉄道車両の中間車両の空気抵抗を１００（％）とした場合の各実施例Ａ〜Ｅの空気抵抗（％）と、比較例と各実施例Ａ〜Ｅとの空気抵抗差（％）とを算出して、表１に示した。

実施例Ｄ及びＥに示すように、上下方向における突出頂部の位置が同じ場合、突出部の突出高さｈが高くなるほど、空気抵抗の低減効果が高まることが分かった。この理由の一つとしては、突出頂部の突出高さｈが大きくなるほど角度θも大きくなり、鉄道車両の進行方向に沿って流れる空気流が空気抵抗低減部材の傾斜面部に当たり易くなって、空気流が空気抵抗低減部材によって車体側面から離間する方向に案内され易くなることが考えられる。従って、突出頂部の突出高さｈは、例えば車両２の車両限界幅を考慮した７０ｍｍ以下の範囲において、できるだけ大きくすることが望ましいと考えられる。

実施例Ａ〜Ｃに示すように、突出頂部の高さｈを同じ５０ｍｍに設定した場合、空気抵抗の低減効果は、上下方向において、突出頂部を空気抵抗低減部材の中央部よりも下方に位置させた場合（実施例Ｂ）が最も優れ、突出頂部を空気抵抗低減部材の中央部よりもやや下方に位置させた場合（実施例Ａ）が次に優れ、突出頂部を空気抵抗低減部材の中央部よりも上方に位置させた場合（実施例Ｃ）がこれに次いで優れることが分かったこのような結果が得られた理由の一つとして、図８に示したように、車体側面の近傍を流れる空気流は、車体側面の下方に行くほど流速が遅くなるので、上下方向において、突出頂部を空気抵抗低減部材の中央部よりも下方に位置させることで、車体側面の下方を流れる緩やかな空気流が積極的に空気抵抗低減部材に当たって車体側面から離間され、空気抵抗の低減効果が高まったものと考えられる。

この確認試験の範囲及び表１に示す範囲では、上下方向における空気抵抗低減部材の突出頂部の位置は、中央部であってもよいが、中央部よりも下方であると空気抵抗の低減効果を一層高められると言える。

なお、本願発明者らの行った別の確認試験によれば、角度θを５°以上に設定することにより、車体側面に対して空気流を有効に離間できる効果が確認できた。また、角度θを１５°以下に設定することにより、空気抵抗低減部材自身による空気抵抗を良好に抑制できることが確認できた。従って、角度θとしては、５°以上１５°以下の範囲であることが望ましいと考えられる。

＜変形例＞
図９は、変形例１に係る空気抵抗低減部材８０の正面図である。図９に示すように、空気抵抗低減部材８０は、第２領域３ｆに取り付けられた状態で平面視すると、鉄道車両１の進行方向前方の端部を頂点８０ａとする略半円形状の輪郭形状を有している。空気抵抗低減部材８０は、頂点８０ａから鉄道車両１の進行方向の前方から後方に向かって、車両２の側方に突出するように形成された突出頂部８０ｂを有する。空気抵抗低減部材８０は、鉄道車両１の進行方向前方且つ上下方向に向かって、突出頂部８０ｂから下り勾配をなす傾斜面部８０ｃを有する。空気抵抗低減部材８０の後方には、端面８０ｄが形成されている。

このような構成を有する変形例１の空気抵抗低減部材８０によっても、上記実施形態と同様に、鉄道車両１の走行時において、第２領域３ｆの近傍を進行方向の前方から後方に向かって流通する一部の空気流を傾斜面部８０ｃで車体側面３ｄの側方に案内し、この空気流が車間部Ｓ２に入り込むのを防止できる。空気抵抗低減部材８０は、緩やかな表面形状を有しているので、傾斜面部８０ｃにおいて空気流をスムーズに車体側面３ｄより側方に向けて案内できる。従って、空気流によって鉄道車両１が受ける空気抵抗を良好に低減できる。

図１０は、変形例２に係る空気抵抗低減部材８１の正面図である。図１０に示すように、空気抵抗低減部材８１は、第２領域３ｆに取り付けられた状態で平面視すると、鉄道車両１の進行方向前方に上下方向に延びる縁辺８１ａを有する変形六角形状の輪郭形状をしている。空気抵抗低減部材８１は、縁辺８１ａから鉄道車両１の進行方向後方に向かって車両２の側方に突出し且つ上下方向に延びるように形成された突出頂部としての縁辺８１ｂを有する。空気抵抗低減部材８１は、縁辺８１ｂの一端から、鉄道車両１の進行方向且つ上方向に向かって下り勾配をなす第１傾斜面部８１ｃと、縁辺８１ｂの他端から、鉄道車両１の進行方向且つ下方向に向かって下り勾配をなす第２傾斜面部８１ｄとを有する。空気抵抗低減部材８の後方には、端面８１ｅが形成されている。

このような構成を有する変形例２の空気抵抗低減部材８１によっても、上記実施形態と同様に、鉄道車両１の走行時において、第２領域３ｆの近傍を進行方向の前方から後方に向かって流通する一部の空気流を第１傾斜面部８１ｃ及び第２傾斜面部８１ｄで車体側面３ｄの側方に案内し、この空気流が車間部Ｓ２に入り込むのを防止して、空気流によって鉄道車両１が受ける空気抵抗を良好に低減できる。また、空気抵抗低減部材８１では、第１傾斜面部８１ｃと第２傾斜面部８１ｄとが独立して形成されているので、第１傾斜面部８１ｃ及び第２傾斜面部８１ｄの各傾斜角度をそれぞれ個別且つ調整でき、車体側面３ｄの形状に合わせて空気抵抗低減部材８１の形状を比較的容易に最適化できると考えられる。

図１１は、変形例３に係る鉄道車両１の部分側面図である。変形例３では、実施形態と同様に、車両２の長手方向両端付近における車体側面３ｄ第２領域３ｆに空気抵抗低減部材８を取り付けるとともに、第２領域３ｆに形成された開口部Ｓ１の鉄道車両１の少なくとも進行方向前側（ここでは進行方向の前側及び後側の両方）の周縁領域にも空気抵抗低減部材８２、８３を取り付けている。空気抵抗低減部材８２、８３は、開口部Ｓ１の上下方向高さに合わせて空気抵抗低減部材８よりも若干小型のサイズで構成され、開口部Ｓ１の縁辺３ｇに合わせて端面８２ａ、８３ａを傾斜させた以外は、空気抵抗低減部材８と略同様の形状を有している。

このような空気抵抗低減部材８２、８３を用いた場合においても、鉄道車両１の走行時には、空気抵抗低減部材８と同様に、第２領域３ｆの近傍を進行方向の前方から後方に向かって流通する一部の空気流を空気抵抗低減部材８２、８３において車体側面３ｄの側方に案内することで、空気流が開口部Ｓ１車に入り込むのを防止できる。従って、当該空気流により鉄道車両１が受ける空気抵抗を良好に低減できる。

なお、空気抵抗低減部材８、９と、空気抵抗低減部材８２、８３とは、必ずしも併用する必要はなく、空気抵抗低減部材８、９または空気抵抗低減部材８２、８３の一方のみを車両２に取り付けてもよい。

＜その他の事項＞
上記実施形態及び各変形例では、空気抵抗低減部材８、９、８０〜８３を車体側面３ｄの第２領域３ｆにおける開口部Ｓ１または車間部Ｓ２の周縁領域に取り付ける構成を例示したが、空気抵抗低減部材８、９、８０〜８３を取り付ける位置はこれに限定されない。例えば、第２領域３ｆに開口部Ｓ１以外の開口部が形成されている場合には、この開口部の周縁領域に空気抵抗低減部材８、９、８０〜８３を取り付けてもよい。

空気抵抗低減部材８、９、８０〜８３を取り付ける鉄道車両は、高速鉄道車両に限定されず、これ以外の鉄道車両であってもよい。

上記実施形態において、車体側面３ｄに取り付けた空気抵抗低減部材８の各縁辺の形状は、例えば図３に示すような緩やかな曲線状に限定されず、例えば、直線状としてもよい。

空気抵抗低減部材８、９、８０〜８３は、車体側面３ｄに対し、上下方向に複数個にわたって取り付けてもよい。

空気抵抗低減部材８、９、８０〜８３を取り付ける車両２は、鉄道車両１における中間車両のみに限定されず、例えば、先頭車両でもよいし、最後尾の車両でもよい。

空気抵抗低減部材８、９、８０〜８３は、例えば、板状部材をプレス加工して作製してもよいし、所定の部材を切削加工して作製してもよい。

空気抵抗低減部材８、９、８０〜８３は、車体側面３ｄとは別体で構成してもよいし、車体側面３ｄと一体的に構成してもよい。この場合、例えば、車体側面３ｄのパネルを構成する板状部材を部分的にプレス加工することにより、空気抵抗低減部材８、９、８０〜８３を構成できる。

以上のように、本発明の一態様に係る空気抵抗低減部材は、鉄道車両用の空気抵抗低減部材において、鉄道車両のメンテナンス等の作業負担を増大させることなく空気抵抗を良好に低減でき、従来よりも長寿命化を実現できる優れた効果を有する。従って、この効果の意義を発揮できる空気抵抗低減部材として広く適用すると、有益である。

Ｄ１ 車体側面から車幅方向に向かう突出頂部の厚みと、突出頂部の位置に対応する高さの鉄道車両の車幅との合計長さ
Ｄ２ 突出頂部の位置に対応する高さにおける鉄道車両の車両限界幅
Ｎ 突出頂部の位置に対応する高さの鉄道車両の車幅
Ｑ 稜線
Ｓ１ 開口部
Ｓ２ 車間部
ｔ 車体側面から車幅方向に向かう突出頂部の最大厚み
１ 鉄道車両
２ 車両
３ｄ 車体側面
３ｅ 第１領域
３ｆ 第２領域
４ 台車
８ａ、８０ａ 第１角部（前側端部）
８ｄ、８０ｂ 突出頂部
８ｅ、８１ｃ 第１傾斜面部
８ｅ１ 第１傾斜面部の表面
８ｆ、８１ｄ 第２傾斜面部
８ｆ１ 第２傾斜面部の表面
８、９、８０〜８３ 空気抵抗低減部材
８０ｃ 傾斜面部

Claims (6)

1. 上下方向に表面が延びた第１領域と、前記第１領域より下方において、下方に向けて車幅が狭くなるように屈曲した第２領域とを有する鉄道車両の車体側面に対し、前記第２領域における車間部または開口部の前記鉄道車両の進行方向前方の周縁領域に取り付けられ、
   前記車体側面から側方に突設された突出頂部と、前記突出頂部から前記鉄道車両の進行方向前方及び上下方向に向かって下り勾配を成す傾斜面部とを有し、
   上下方向の幅が、前記鉄道車両の進行方向前方から後方に向かって増大した形状を有する、鉄道車両用の空気抵抗低減部材。
2. 前記突出頂部は、その上下方向の中央部よりも下方側に位置している、請求項１に記載の鉄道車両用の空気抵抗低減部材。
3. 前記鉄道車両の進行方向における前端部と前記突出頂部とを結ぶ直線と、前記鉄道車両の進行方向との間の角度が、５°以上１５°以下である、請求項１または２に記載の鉄道車両用の空気抵抗低減部材。
4. 前記鉄道車両の進行方向における前端部と前記突出頂部とを結ぶ稜線が、車両の進行方向方向前方から後方に向かって下り勾配となるように位置している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄道車両用の空気抵抗低減部材。
5. 前記第２領域の形状に沿って上下方向に延びる円弧状の断面形状を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両用の空気抵抗低減部材。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載する前記空気抵抗低減部材が取り付けられた、鉄道車両。
   

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