JP2019093926A - 鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】通路側席と窓側席とを有する車体の側構体に展望用の側窓を備えた鉄道車両において、窓側席の温熱環境を略均等に向上させるとともに、車室内の温度の均一化を簡単な構造で可能とする鉄道車両を提供する。【解決手段】車室１１内に通路側席２２と窓側席２３とを有する車体１の窓側席２３上部に側構体から延設された荷棚を備えず、展望用の側窓３２を備えた鉄道車両である。車体の屋根構体４の側構体寄り４１から側窓上端部３２１まで滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板４３を備え、屋根構体の側構体寄りには、空調用天井板に沿って側構体側へ向けて調和空気ＣＡを送風する吹出口５１がレール方向で連続状に配設されている。【選択図】 図２

Description

本発明は、鉄道車両に関し、詳しくは、車室内に通路側席と窓側席とを有する車体の窓側席上部に側構体から延設された荷棚を備えず、展望用の側窓を備えた鉄道車両において、窓側席の温熱環境を向上させ得る鉄道車両に関する。

一般に、鉄道車両、特に特急車両の車室においては、一度席に着くと比較的長時間その場所で過ごすことになる場合が多い。その際、夏季であれば日差しなどの熱が側窓から室内に入り、また、冬季であれば冷気が側窓から室内に入ることによって、通路側席に比べて窓側席における温熱環境が変化しやすい傾向にある。このような温熱環境が変化しやすい窓側席に対する快適性を高める工夫がされた鉄道車両が、例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された鉄道車両１００は、図９に示すように、幅方向の側面に側窓１０１が設けられた車室１０２を有し、空調用の吹出口１０３が車室１０２の天井部中央１０４に下向きに形成され、吸込口１０５が車室１０２の壁面側における側窓１０１の上方に形成されている。そして、特許文献１には、空調に関して以下のように記載されている。すなわち、天井部中央１０４に設けられた吹出口１０３から吹き出された空気は、床１０６に向かって下方へ流れ、床１０６に到達した空気は、床１０６に沿って側壁側に広がる。そして、側窓１０１に沿って上方へ流れて、側窓１０１の上方に設けられた吸込口１０５から空気が吸い込まれる。このようにして、側窓１０１周辺を含む側壁側を含めた車室１０２内全体を循環させる空気の流れを作り出すことができるので、車室１０２内における温度分布の均一化を高めることができる。特に、熱負荷の高い側窓１０１周辺の空気を直接的に吸い込むので、効率良く温度分布の均一化を高めることができる。同時に、側窓１０１に沿うような空気の流れを作り出すので、エアーカーテン効果により、側窓１０１から車室１０２内へ流れる熱気又は冷気を遮断することができる。

しかし、特許文献１に開示された鉄道車両１００では、天井部中央１０４の吹出口１０３から吹き出された空気が、床１０６に向かって下方へ流れ、床１０６を経由して左右の側壁側に広がってから、側窓１０１に沿って上方へ流れるので、側窓１０１に沿うように流れる空気の風量は大幅に減少し、その風速も遅くなる。また、側窓１０１に沿って流れる空気は、吸込口１０５直前の空気であるので、冷気であれば温度が上昇し、また、暖気であれば温度が低下している。そのため、例えば、展望のよい上下に広い側窓（展望用の側窓）を備えた鉄道車両においては、側窓から入り込む大量の熱や冷気を遮断する効果が少なく、窓側席の温熱環境を向上させることが困難であった。

この点、車室内に通路側席と窓側席とを有する車体の窓側席上部に側構体から延設された荷棚を備えず、展望用の側窓を備えた鉄道車両において、窓側席の空調改善を図りつつ、車室内の温度の均一化を可能とする鉄道車両が、例えば、特許文献２に開示されている。この鉄道車両２００は、図１０、図１１に示すように、複数の側窓２０１を車体の左右両側に有する鉄道車両において、車体における車室の天井２０２に沿うような上向きの風を吹き出す第１の吹出口２０３と、車体の側面側から見て第１の吹出口２０３の斜め上方に配置されると共に、側窓２０１に沿うような下向きの風を吹き出す第２の吹出口２０４とを備え、車室の高さ方向において、第１の吹出口２０３より上方の位置に第２の吹出口２０４を配置し、車室の長さ方向において、第１の吹出口２０３と第２の吹出口２０４との位置を側方にずらせて配置したことを特徴とする。

そして、特許文献２には、空調に関して以下の内容が記載されている。すなわち、側窓２０１側における座席（窓側席）の空調改善を図るために、第２の吹出口２０４からは、側窓２０１に沿うような下向きの風を吹き出し、これによって、側窓２０１の表面にエアーカーテンを作り出している。また、車室の高さ方向において、天井２０２に沿うような上向きの風を吹き出す第１の吹出口２０３よりも上段に、側窓２０１に沿うような下向きの風を吹き出す第２の吹出口２０４を配置する一方で、車室の長さ方向において、隣合う上下二段の吹出口２０３、２０４の位置を側方にずらすように配置させる。これにより、第１の吹出口２０３から吹き出す上向きの風と、第２の吹出口２０４から吹き出す下向きの風とが互いにぶつかり合う領域すなわちミキシング領域２０５が発生することになる。このようなミキシング領域２０５では、乱流や拡散といった現象が発生し、これにより、車室内の温度分布の均一化や乗客に対するドラフト感や淀み感の低減を図って、快適な車室空間を作り出している。

特開２００９−１２５２７号公報 特開２００４−２０３１００号公報

しかしながら、特許文献２に開示された鉄道車両２００では、図１０、図１１に示すように、第１の吹出口２０３は、側窓２０１間に位置する吹寄部２０６内に設けられた立ち上がりダクト２０７の上端に設けられている。そのため、第１の吹出口２０３から吹き出す上向きの風と、第２の吹出口２０４から吹き出す下向きの風とが互いにぶつかり合うミキシング領域２０５が、前後の側窓２０１間の上方に形成される。したがって、各側窓２０１の前端及び後端付近では、第２の吹出口２０４から吹き出す下向きの風が弱くなり、側窓２０１の前後方向で連続した均一なエアーカーテンを作り出すことが困難となる。その結果、側窓２０１の前端又は後端付近に位置する窓側席における空調改善を図ることが難しいという問題があった。

また、ミキシング領域２０５を発生させて車室内の温度分布の均一化等を図るためには、車室の長さ方向において、隣合う上下二段の吹出口２０３、２０４の位置を側方にずらすように配置させる必要があり、各吹出口２０３、２０４に接続する空調ダクトを含む空調設備が複雑化し、コストが嵩むという問題もあった。さらに、第１の吹出口２０３が、窓側席の乗客に近い位置に設けられているので、第１の吹出口２０３から吹き出す風の音によって騒音問題を生じさせる恐れもあった。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、車室内に通路側席と窓側席とを有する車体の窓側席上部に側構体から延設された荷棚を備えず、展望用の側窓を備えた鉄道車両において、騒音問題の恐れなく窓側席の温熱環境を略均等に向上させるとともに車室内の温度の均一化を、簡単な構造で可能とする鉄道車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る鉄道車両は、以下の構成を備えている。
（１）車室内に通路側席と窓側席とを有する車体の窓側席上部に側構体から延設された荷棚を備えず、展望用の側窓を備えた鉄道車両であって、
前記車体の屋根構体の側構体寄りから側窓上端部まで滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板を備え、
前記屋根構体の側構体寄りには、前記空調用天井板に沿って側構体側へ向けて調和空気を送風する吹出口がレール方向で連続状に配設されていることを特徴とする。

本発明においては、車体の屋根構体の側構体寄りから側窓上端部まで滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板を備え、屋根構体の側構体寄りには、空調用天井板に沿って側構体側へ向けて調和空気を送風する吹出口がレール方向で連続状に配設されているので、吹出口から送風する調和空気を、滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板に沿って側窓まで到達させ、そのまま側窓に沿って上方から下方へ通過させることができる。そのため、吹出口から送風された調和空気が、主に側窓と窓側席の乗客との間を側窓の上方から下方へ向かって淀みなく流れることができる。また、側窓の上方から下方へ向かって流れる調和空気は、吹出口から出て間もないので、調和された当初温度を略維持した状態で流れることができる。その結果、調和空気のドラフト感を緩和しつつ、側窓に沿って上下方向へ層流状に流れる調和空気のエアーカーテンを形成し、側窓からの熱や冷気に対する遮断性能を向上させることができる。

また、屋根構体の側構体寄りには、空調用天井板に沿って側構体側へ向けて調和空気を送風する吹出口がレール方向で連続状に配設されているので、側窓に沿って上下方向へ層流状に流れる調和空気のエアーカーテンを、レール方向で連続状に均等の強さで形成することができる。そのため、側窓の中央付近に位置する窓側席のみならず、側窓の前端又は後端付近に位置する窓側席においても、それぞれ均等に空調改善を図ることができる。

また、側窓に沿って上下方向へ層流状に流れる調和空気は、床に沿って床中央部の通路側へ流れた後に、車両天井付近まで上昇する。そして、車両天井付近まで上昇した調和空気は、側窓の上方から下方へ流れる調和空気によって、車室内を下方へ移動する。そのため、屋根構体の側構体寄りに吹出口を配設するだけで、吹出口から送風する調和空気を、空調用天井板、側窓、及び床を経由して車両天井付近に戻るように車室内を上下方向に循環させることができる。その結果、吹出口や空調ダクト等を複雑化させることなく、簡単な構造で車室内の温度の均一化を図ることができる。

また、調和空気を送風する吹出口が、屋根構体の側構体寄りに配設されていて側窓の近傍にないので、吹出口が窓側席の乗客から遠くなる。そのため、仮に吹出口から送風する調和空気の風量や風速を増加させた場合でも、吹出口からの騒音が乗客まで伝わりにくい。その結果、乗客に騒音に対する不快感を感じさせることなく、吹出口から送風する調和空気の風量や風速を増減させることができ、側窓の大きさに応じて、必要な強さのエアーカーテンを形成することができる。特に、展望のよい上下方向に広い側窓（展望用の側窓）を備えた鉄道車両において、吹出口から送風する調和空気の風量や風速を調整することによって、窓側席の温熱環境を簡単に向上させることができる。

よって、通路側席と窓側席とを有する車体の窓側席上部に側構体から延設された荷棚を備えず、展望用の側窓を備えた鉄道車両において、騒音問題の恐れなく窓側席の温熱環境を略均等に向上させるとともに、車室内の温度の均一化を簡単な構造で可能とする鉄道車両を提供することができる。

（２）（１）に記載された鉄道車両において、
前記屋根構体の下方には、前記吹出口の下方まで左右端部が延設された吊り天井板を備えていることを特徴とする。

また、屋根構体の下方には、吹出口の下方まで左右端部が延設された吊り天井板を備えているので、吹出口が乗客から直接見えるのを回避できる。また、吹出口から送風される調和空気が、床を経由して車両天井付近に戻るとき、戻る調和空気と送風する調和空気とが吹出口近傍で合流するのを、吊り天井板によって回避させることができ、調和空気の初期風速が低下するのを防止できる。そのため、車室内の外観見栄え（デザイン性）を高めると同時に、側窓に沿って形成する調和空気のエアーカーテンをより安定化させて、側窓からの熱や冷気の遮断性能を向上させることができる。

（３）（２）に記載された鉄道車両において、
前記車室の前端部と後端部で、前記吊り天井板の左右中央部には、温度上昇した室内空気を吸引する吸込口が形成されていることを特徴とする。

本発明においては、車室の前端部と後端部で、吊り天井板の左右中央部には、温度上昇した室内空気を吸引する吸込口が形成されているので、車室の前端部又は後端部に滞留し温度上昇した室内空気を、吊り天井板の左右中央部に形成した吸込口から吸引することによって、車室内の温度をより一層均一化させることができる。すなわち、吹出口から送風する調和空気が上下方向に循環して車室内の温度を均一化させた後に、温度上昇して軽くなった室内空気が、吊り天井板に沿って車両の進行方向と反対方向へ移動して、車室の前端部又は後端部に滞留する。そのため、車室の前端部又は後端部に滞留し、温度上昇した室内空気を、車室の前端部と後端部で、吊り天井板の左右中央部に形成した吸込口から吸引することによって、車室内の温度をより一層均一化させることができる。

（４）（２）又は（３）に記載された鉄道車両において、
前記吹出口の下方には、前記吊り天井板の左右端部と前記空調用天井板との隙間から間接照明する室内灯が装着され、前記吹出口の吹出方向と前記室内灯の照明方向とが略一致していることを特徴とする。

本発明においては、吹出口の下方には、吊り天井板の左右端部と空調用天井板との隙間から間接照明する室内灯が装着され、吹出口の吹出方向と室内灯の照明方向とが略一致しているので、屋根構体の側構体寄りから側窓上端部まで滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板が、吹出口から送風する調和空気の層流を形成する案内板の機能を果たすと同時に、吊り天井板の左右端部と空調用天井板との隙間から間接照明する室内灯の反射板の機能を兼ねることができる。そのため、空調用天井板の多機能化を図ることによって、車室内の外観見栄え（デザイン性）を高めると同時に、車両全体としてのコスト低減を図ることができる。また、吹出口の吹出方向と室内灯の照明方向とが略一致しているので、室内灯の照明熱によって生じる空調用天井板の温度上昇を、吹出口から送風する調和空気によって抑制することができる。そのため、空調用天井板の壁面からの放射熱に基づく温熱感を緩和させることができる。

本発明によれば、通路側席と窓側席とを有する車体の窓側席上部に側構体から延設された荷棚を備えず、展望用の側窓を備えた鉄道車両において、騒音問題の恐れなく窓側席の温熱環境を略均等に向上させるとともに、車室内の温度の均一化を簡単な構造で可能とする鉄道車両を提供することができる。

本発明の実施形態に係る鉄道車両の縦断面図である。 図１に示すＡ−Ａ断面図である。 図２に示すＢ部詳細断面図である。 図３に示すＣ矢視図である。 図１に示すＤ−Ｄ断面図である。 図１に示すＥ−Ｅ断面図である。 図１に示す鉄道車両の吹出口から送風される調和空気の風速分布図である。 図１に示す鉄道車両の冷房時における室温分布図である。 特許文献１に記載された鉄道車両の横断面図である。 特許文献２に記載された鉄道車両の部分横断面図である。 特許文献２に記載された鉄道車両の縦断面図である。

次に、本発明の実施形態に係る鉄道車両について、図面を参照しながら詳細に説明する。具体的には、本実施形態に係る鉄道車両の空調に関する車両構成を詳細に説明した上で、本鉄道車両における調和空気の流体解析（CFD：Computational Fluid Dynamics）結果を説明する。

＜本鉄道車両の空調に関する車両構成＞
まず、本実施形態に係る鉄道車両の空調に関する車両構成について、図１〜図６を用いて説明する。図１に、本発明の実施形態に係る鉄道車両の縦断面図を示す。図２に、図１に示すＡ−Ａ断面図を示す。図３に、図２に示すＢ部詳細断面図を示す。ただし、空調機５３と帰還ダクト５６、５７は図示しない。図４に、図３に示すＣ矢視図を示す。図５に、図１に示すＤ−Ｄ断面図を示す。図６に、図１に示すＥ−Ｅ断面図を示す。

図１に示すように、本実施形態に係る鉄道車両１０の車体１は、車両先頭側に設けられた展望室１Ａと車両後方側に設けられた一般室１Ｂとに区分されている。展望室１Ａと一般室１Ｂとは、中間室１Ｃを介して室内空間が連通されている。展望室１Ａの上方には、運転室１Ｄが形成され、展望室１Ａの天井は、一般室１Ｂの天井より低く形成されている。ここでは、一般室１Ｂの車両構成及びその空調作用について詳細に説明する。

図１〜図６に示すように、本鉄道車両１０は、一般室１Ｂの車室１１内に通路側席２２と窓側席２３とを有する車体１の窓側席２３上部に側構体３から延設された荷棚を備えず、展望用の側窓３２を備えている。具体的には、本鉄道車両１０は、車体１を構成する台枠体２と側構体３と屋根構体４と空調装置５とを備えている。空調装置５は、屋根構体４の上に配置されている。台枠体２の床２１には、中央通路を挟んで通路側席２２と窓側席２３とが左右対称に配設されている。また、側構体３は、台枠体２の左右端（側梁）２４から起立し、側構体３の上下中間部には、展望用の側窓３２が装着されている。また、空調装置５には、吹出口５１、空調ダクト５２、空調機５３、吸込口５４、５５、及び帰還ダクト５６、５７を備えている。

また、側窓３２は、側構体３に沿って略平面状に形成されている。また、側窓３２は、上下方向における展望視界を確保するため、展望室１Ａの側窓と同様に、上下方向の大きさが通常車両の側窓より２〜３割程度大きく形成されている。なお、側窓３２は、レール方向において適宜形成された吹寄部３４を挟んで連続状に形成され、ダイナミックな景色が堪能できるようになっている。吹寄部３４は、後述する空調用天井板４３の下端部４３２と滑らかに接続されている。また、側窓３２の下方には、側窓３２の下端部３２２から床２１まで側構体３に沿って滑らかに形成された窓下内装板３３を備えている。

また、屋根構体４は、側構体３の上端部３１に接続され、屋根構体４の下方には、屋根構体４の側構体寄り４１から側窓上端部３２１まで滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板４３を備えている。ここで、屋根構体４の側構体寄り４１とは、車両中心ＣＬと側構体３の上端部３１との中間にあたる屋根構体４の位置を意味するが、車両中心ＣＬより側構体３の上端部３１に近い位置が好ましい。空調用天井板４３は、その上端部４３１が屋根構体４と略平行に形成され、その下端部４３２が側構体３と略平行に形成され、上端部４３１と下端部４３２との間を略円弧面又は略放物面で連続状に繋がれている。空調用天井板４３は、レール方向で略同一断面に形成されている。

また、屋根構体４の側構体寄り４１には、空調用天井板４３に沿って側構体側へ向けて調和空気ＣＡを送風する吹出口５１がレール方向で連続状に配設されている。吹出口５１は、屋根構体４の下方で左右対称に配設された空調ダクト５２の側壁側から突設された筒状体の先端部に当接されたＬ字状板金５１１に形成されている。Ｌ字状板金５１１は、空調用天井板４３の上端部４３１と共に屋根構体４と連結されている。吹出口５１の上端は、空調用天井板４３の上端部４３１下面と略同一高さで固定されている。吹出口５１は、上下方向の長さがレール方向の長さより短い偏平矩形断面（例えば、図４に示すように、上下方向の長さｈがレール方向の長さｗの１／５〜１／１５）に形成され、空調ダクト５２の長手方向に沿って連続状に形成されている。

上記構成によって、吹出口５１から空調用天井板４３の下面に沿って側窓上端部３２１へ向けて調和空気ＣＡを層流状に送風する。吹出口５１から送風された調和空気ＣＡは、側窓３２に沿って上方から下方へ向けて淀みなく流れ、主に側窓３２と窓側席２３の乗客との間を流れる。そのため、窓側席２３の乗客にとっても、調和空気ＣＡのドラフト感を感じにくい。また、側窓３２に沿って上方から下方へ向かって流れる調和空気ＣＡは、吹出口５１から出て間もないので、調和された当初温度を略維持した状態で流れることができる。その結果、側窓３２に沿って上下方向へ層流状に流れる調和空気ＣＡのエアーカーテンＡＫによって、側窓３２からの熱や冷気に対する遮断性能を向上させ、窓側席２３の温熱環境を改善できる。

また、屋根構体４の下方には、吹出口５１の下方まで左右端部４２１が延設された吊り天井板４２を備えている。吊り天井板４２の左右端部４２１は、吹出口５１より側構体側へ延びていても良い。また、吊り天井板４２は、車室１１の前端部１１Ａから後端部１１Ｂまで略水平状に延設されている。吹出口５１は、吊り天井板４２に遮られて乗客からは見ることができない。吊り天井板４２の左右端部４２１と空調用天井板４３の上端部４３１との間には、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡが流れる隙間４４がレール方向で略一定幅に形成されている。

また、屋根構体４と吊り天井板４２との隙間４５には、レール方向に沿って空調ダクト５２が延設されている。空調ダクト５２は、略矩形状断面に形成されている。空調ダクト５２は、吊り天井板４２に固定され、吊り天井板４２を支持する吊り金具４１１を介して屋根構体４と連結されている。空調ダクト５２は、屋根構体４上に固定された空調機５３と接続されている。

上記構成によって、吹出口５１から送風される調和空気ＣＡが、床２１を経由して車両天井付近に戻るとき、戻る調和空気ＣＡと送風する調和空気ＣＡとが吹出口５１近傍で合流するのを、吊り天井板４２によって回避させることができ、調和空気ＣＡの初期風速が低下するのを防止できる。

また、車室１１の前端部１１Ａと後端部１１Ｂで、吊り天井板４２の左右中央部４２２には、温度上昇した室内空気ＲＡを吸引する吸込口５４、５５が形成されている。吸込口５４、５５は、屋根構体４と吊り天井板４２との隙間４５に配設された帰還ダクト５６、５７を介して空調機５３と接続されている。吸込口５４、５５から吸引される室内空気ＲＡは、帰還ダクト５６、５７を経由して空調機５３へ帰還される。空調機５３は、帰還ダクト５６、５７の内部を流れる室内空気ＲＡの温度及び湿度を計測して空調機５３から吹出口５１へ供給する調和空気ＣＡを適正な温度及び湿度とするように制御されている。

上記構成によって、車室１１の前端部１１Ａ又は後端部１１Ｂに滞留し温度上昇した室内空気ＲＡのみを、吊り天井板４２の左右中央部４２２に形成した吸込口５４、５５から吸引することができ、車室１１内の温度をより一層均一化させることができる。なお、車室１１の前端部１１Ａと後端部１１Ｂで、吊り天井板４２の左右中央部４２２に吸込口５４、５５を形成することによって、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡの側窓側への流れを妨害しない状態で、調和空気ＣＡの室内循環を促進させる効果も奏する。

また、吹出口５１の下方には、吊り天井板４２の左右端部４２１と空調用天井板４３との隙間４４から間接照明する室内灯６が装着されている。吹出口５１の吹出方向と室内灯６の照明方向とがほぼ一致している。室内灯６は、例えば、レール方向に沿って連続状に延設されたＬＥＤ照明灯が好ましい。ここでは、屋根構体４の側構体寄り４１から側窓上端部３２１まで滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板４３が、室内灯（ＬＥＤ照明灯）６の間接照明に対する反射板の機能を兼ねている。また、室内灯６を熱量の多い照明灯を用いた場合でも、その照明熱によって生じる空調用天井板４３の温度上昇を、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡによって抑制することができる。そのため、空調用天井板４３の壁面からの放射熱に基づく温熱感を緩和させることができる。

＜調和空気の流体解析結果＞
次に、本鉄道車両における調和空気の流体解析（CFD：Computational Fluid Dynamics）結果を、図７、図８を用いて説明する。図７に、図１に示す鉄道車両の吹出口から送風される調和空気の風速分布図を示す。図８に、図１に示す鉄道車両の冷房時における室温分布図を示す。

（風速分布）
図７に示すように、屋根構体の側構体寄りに配設された左右一対の吹出口５１から送風する調和空気ＣＡは、屋根構体の側構体寄りから側窓上端部３２１まで滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板４３に沿って側窓３２まで到達し、そのまま側窓３２に沿って上方から下方へ通過する。その際、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡは、初期風速Ｈ１を側窓３２の下方まで略維持した状態で流れ、また、略同一速度の流線が平行な状態（層流状態）を維持している。

したがって、吹出口５１から送風された調和空気ＣＡは、側窓３２に沿って上方から下方へ向かって淀みなく流れ、主に側窓３２と窓側席２３の乗客との間を側窓３２に沿って上下方向へ層流状に流れる調和空気ＣＡのエアーカーテンＡＫを形成し、確実に熱や冷気に対する遮断性能を向上させ得る。なお、図７では、図面右側の側窓３２を通過した調和空気ＣＡが床２１まで流れず、窓側席２３及び通路側席２２の座面上を流れたが、窓側席２３及び通路側席２２に乗客が着座していれば、側窓３２を通過した調和空気ＣＡが床まで流れると推測される。また、車室１１の中央通路上方の風速Ｈ２が、その周辺に比較して大きくなっていることから、側窓３２に沿って上下方向へ層流状に流れる調和空気ＣＡは、床２１に沿って床中央部の通路側へ流れた後に、車両天井付近まで上昇すると推測される。

（室温分布）
また、図７、図８に示すように、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡは、初期温度を側窓３２の上方から下方まで略維持した状態で流れている。そのため、空調用天井板４３及び側窓３２の内側には、一定温度の冷気層Ｓ１が形成されている。したがって、側窓３２から進入する熱は、側窓３２の内側に形成された冷気層Ｓ１によって遮断されると推測される。そして、冷気層Ｓ１によって遮断された熱は、側窓３２に沿って上下方向へ層流状に流れる調和空気ＣＡが、床中央部の通路側へ流れた後に、車両天井付近まで上昇することによって、車室１１内で均一化される。また、吊り天井板４２の下部には、循環して温度上昇した室内空気層Ｓ２が滞留している。なお、側窓３２の内側に形成する冷気層Ｓ１は、主に側窓３２の窓枠内に形成されるので、窓側席２３の乗客に不快感を与える恐れは少ない。ここでは、冷房時の室温分布を示すが、暖房時においても同様の効果が得られる。

＜作用効果＞
以上、詳細に説明した本実施形態に係る鉄道車両１０によれば、車体１の屋根構体４の側構体寄り４１から側窓上端部３２１まで滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板４３を備え、屋根構体４の側構体寄り４１には、空調用天井板４３に沿って側構体側へ向けて調和空気ＣＡを送風する吹出口５１がレール方向で連続状に配設されているので、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡを、滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板４３に沿って側窓３２まで到達させ、そのまま側窓３２に沿って上方から下方へ通過させることができる。そのため、吹出口５１から送風された調和空気ＣＡが、主に側窓３２と窓側席２３の乗客との間を側窓３２の上方から下方へ向かって淀みなく流れることができる。また、側窓３２の上方から下方へ向かって流れる調和空気ＣＡは、吹出口５１から出て間もないので、調和された当初温度を略維持した状態で流れることができる。その結果、調和空気ＣＡのドラフト感を緩和しつつ、側窓３２に沿って上下方向へ層流状に流れる調和空気ＣＡのエアーカーテンＡＫを形成し、側窓３２からの熱や冷気に対する遮断性能を向上させることができる。

また、屋根構体４の側構体寄り４１には、空調用天井板４３に沿って側構体側へ向けて調和空気ＣＡを送風する吹出口５１がレール方向で連続状に配設されているので、側窓３２に沿って上下方向へ層流状に流れる調和空気ＣＡのエアーカーテンＡＫを、レール方向で連続状に均等の強さで形成することができる。そのため、側窓３２の中央付近に位置する窓側席２３のみならず、側窓３２の前端又は後端付近に位置する窓側席２３においても、それぞれ均等に空調改善を図ることができる。

また、側窓３２に沿って上下方向へ層流状に流れる調和空気ＣＡは、床２１に沿って床中央部の通路側へ流れた後に、車両天井付近まで上昇する。そして、車両天井付近まで上昇した調和空気ＣＡは、側窓３２の上方から下方へ流れる調和空気ＣＡによって、車室１１内を下方へ移動する。そのため、屋根構体４の側構体寄り４１に吹出口５１を配設するだけで、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡを、空調用天井板４３、側窓３２、及び床２１を経由して車両天井付近に戻るように車室１１内を上下方向に循環させることができる。その結果、吹出口５１や空調ダクト５２等を複雑化させることなく、簡単な構造で車室１１内の温度の均一化を図ることができる。

また、調和空気ＣＡを送風する吹出口５１が、屋根構体４の側構体寄り４１に配設されていて、側窓３２の近傍に吹出口５１がないので、吹出口５１が乗客から遠くなる。そのため、仮に吹出口５１から送風する調和空気ＣＡの風量や風速を増加させた場合でも、吹出口５１からの騒音が乗客まで伝わりにくい。その結果、乗客に騒音に対する不快感を感じさせることなく、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡの風量や風速を増減させることができ、側窓３２の大きさに応じて、必要な強さのエアーカーテンＡＫを形成することができる。特に、展望のよい上下方向に広い側窓（展望用の側窓３２）を備えた鉄道車両１０において、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡの風量や風速を調整することによって、窓側席２３の温熱環境を簡単に向上させることができる。

よって、本実施形態によれば、通路側席２２と窓側席２３とを有する車体１の窓側席２３上部に側構体３から延設された荷棚を備えず、展望用の側窓３２を備えた鉄道車両において、騒音問題の恐れなく窓側席２３の温熱環境を略均等に向上させるとともに車室１１内の温度の均一化を、簡単な構造で可能とする鉄道車両１０を提供することができる。

また、本実施形態によれば、屋根構体４の下方には、吹出口５１の下方まで左右端部４２１が延設された吊り天井板４２を備えているので、吹出口５１が乗客から直接見えるのを回避できる。また、吹出口５１から送風される調和空気ＣＡが、床２１を経由して車両天井付近に戻るとき、戻る調和空気ＣＡと送風する調和空気ＣＡとが吹出口５１近傍で合流するのを、吊り天井板４２によって回避させることができ、調和空気ＣＡの初期風速Ｈ１が低下するのを防止できる。そのため、車室１１内の外観見栄え（デザイン性）を高めると同時に、側窓３２に沿って形成する調和空気ＣＡのエアーカーテンＡＫをより安定化させて、側窓３２からの熱や冷気の遮断性能を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、車室１１の前端部１１Ａと後端部１１Ｂで、吊り天井板４２の左右中央部４２２には、室内空気ＲＡを吸引する吸込口５４、５５が形成されているので、車室１１の前端部１１Ａ又は後端部１１Ｂに滞留し温度上昇した室内空気ＲＡを、吊り天井板４２の左右中央部４２２に形成した吸込口５４、５５から吸引することによって、車室１１内の温度をより一層均一化させることができる。すなわち、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡが上下方向に循環して車室１１内の温度を均一化させた後に、温度上昇して軽くなった室内空気ＲＡのみが、吊り天井板４２に沿って車両の進行方向と反対方向へ移動して、車室１１の前端部１１Ａ又は後端部１１Ｂに滞留する。そのため、車室１１の前端部１１Ａ又は後端部１１Ｂに滞留し、温度上昇した室内空気ＲＡを、車室１１の前端部１１Ａと後端部１１Ｂで、吊り天井板４２の左右中央部４２２に形成した吸込口５４、５５から吸引することによって、車室１１内の温度をより一層均一化させることができる。

また、本実施形態によれば、吹出口５１の下方には、吊り天井板４２の左右端部４２１と空調用天井板４３との隙間４４から間接照明する室内灯６が装着され、吹出口５１の吹出方向と室内灯６の照明方向とがほぼ一致しているので、屋根構体４の側構体寄り４１から側窓上端部３２１まで滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板４３が、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡの層流を形成する案内板の機能を果たすと同時に、吊り天井板４２の左右端部４２１と空調用天井板４３との隙間４４から間接照明する室内灯６の反射板の機能を兼ねることができる。そのため、空調用天井板４３の多機能化を図ることによって、車室１１内の外観見栄え（デザイン性）を高めると同時に、車両全体としてのコスト低減を図ることができる。また、吹出口５１の吹出方向と室内灯６の照明方向とが略一致しているので、室内灯６の照明熱によって生じる空調用天井板４３の温度上昇を、吹出口５１から送風する調和空気ＣＡによって抑制することができる。そのため、空調用天井板４３の壁面からの放射熱に基づく温熱感を緩和させることができる。

＜変形例＞
以上、本実施形態の鉄道車両１０を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、本実施形態の鉄道車両１０の車体１は、車両先頭側に設けられた展望室１Ａと車両後方側に設けられた一般室１Ｂとに区分され、展望室１Ａと一般室１Ｂとは、中間室１Ｃを介して室内空間が連通されている。しかし、これに限定される必要はなく、例えば、一般室１Ｂのみからなる鉄道車両でもよい。

本発明は、例えば、車室内に通路側席と窓側席とを有する車体の窓側席上部に側構体から延設された荷棚を備えず、展望用の側窓を備えた鉄道車両において、窓側席の温熱環境を向上させ得る鉄道車両として利用できる。

１ 車体
２ 台枠体
３ 側構体
４ 屋根構体
５ 空調装置
６ 室内灯
１０ 鉄道車両
１１ 車室
１１Ａ 前端部
１１Ｂ 後端部
２２ 通路側席
２３ 窓側席
３１ 上端部
３２ 側窓
４１ 側構体寄り
４２ 吊り天井板
４３ 空調用天井板
４４ 隙間
５１ 吹出口
５４、５５ 吸込口
３２１ 側窓上端部
４２１ 左右端部
４２２ 左右中央部
ＣＡ 調和空気
ＲＡ 室内空気

Claims (4)

1. 車室内に通路側席と窓側席とを有する車体の窓側席上部に側構体から延設された荷棚を備えず、展望用の側窓を備えた鉄道車両であって、
   前記車体の屋根構体の側構体寄りから側窓上端部まで滑らかな湾曲状に形成された空調用天井板を備え、
   前記屋根構体の側構体寄りには、前記空調用天井板に沿って側構体側へ向けて調和空気を送風する吹出口がレール方向で連続状に配設されていることを特徴とする鉄道車両。
2. 請求項１に記載された鉄道車両において、
   前記屋根構体の下方には、前記吹出口の下方まで左右端部が延設された吊り天井板を備えていることを特徴とする鉄道車両。
3. 請求項２に記載された鉄道車両において、
   前記車室の前端部と後端部で、前記吊り天井板の左右中央部には、温度上昇した室内空気を吸引する吸込口が形成されていることを特徴とする鉄道車両。
4. 請求項２又は請求項３に記載された鉄道車両において、
   前記吹出口の下方には、前記吊り天井板の左右端部と前記空調用天井板との隙間から間接照明する室内灯が装着され、前記吹出口の吹出方向と前記室内灯の照明方向とが略一致していることを特徴とする鉄道車両。

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