JP4275397B2 - 鉄道車両 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両に係り、特に、車両床下部に存在する台車空隙部に対する着雪を防止するに好適な鉄道車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉄道車両では、積雪地帯を走行する車両の床下部の台車空隙部に着雪するという問題があった。鉄道車両の床下部へ着雪が起こると、着雪した雪が塊として地面に落下し、その際に軌道上のバラストと呼ばれる石を跳ね上げ床下機器を損傷させるという問題がある。そこで、台車空隙部に対する着雪防止方法としては、一般には、積雪箇所に散水し雪を飛散しにくくすることが行われている。しかし、鉄道車両の高速走行時においては十分な効果は得られず、積雪箇所では、車両走行速度を制限するようにしている。しかし、車両走行速度の制限はますます進む高速化の大きな障害となっており、高速走行時においても車両床下部への着雪を防止することが求められている。
【０００３】
それに対して、車両自体に着雪防止の対策を施すことも考えられている。第１は、例えば、特開平７−３３１１２２号公報に記載されているように、着雪箇所となる構造部材表面に着雪防止用の塗料を塗布することである。第２は、構造部材の表面を加熱することにより、着雪を防止するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３３１１２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、着雪防止塗料を塗布する方法は、走行中の気象条件の変化、車輪から発生する鉄粉の付着により、着雪防止効果が劣化するということが判明した。また、着雪防止効果を保つためには、頻繁に塗布しなければならないため、補修及びコストの点で問題がある。また、着雪箇所を加熱する方法は、電力消費が多いため、コストの点で問題がある。
【０００６】
また、以上の問題は、台車空隙部に限らず、車両と車両の連結部の下部に形成される空隙部でも同様である。
【０００７】
本発明の目的は、鉄道車両下部の空隙部における着雪を防止できる鉄道車両を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、車両と、この車両の下部に設けられ、台車及び車輪が配置されるための台車空隙部内に配置され、上記車両を懸架する台車とを有する鉄道車両において、上記台車空隙部を形成するため車両進行方向前後に設けられる塞ぎ板の内、上記進行方向後側塞ぎ板を鉛直面と傾斜面とから構成し、上記鉛直面と傾斜面の接合部が、上記台車空隙部の内部における空気流れのよどみ点となるように、上記傾斜面を設け、上記進行方向前側塞ぎ板の下端から上記鉛直面と傾斜面の接合部までの水平面に対する角度θを１〜３度としたものである。
かかる構成により、鉄道車両下部の空隙部における着雪を防止し得るものとなる。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、車両進行方向と垂直な方向で、車両の高さ方向及び車両幅方向の前記進行方向前後にある塞ぎ板の鉛直面間の長さＬ’を変化させるとともに、鉛直面と傾斜面の接合部の高さ方向の位置を車両進行方向と垂直な方向の位置によって異なるようにしたものである。
【００１１】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、車両と、この車両の下部に設けられ、台車及び車輪が配置されるための台車空隙部内に配置され、上記車両を懸架する台車とを有する鉄道車両において、車両床下部に存在する空隙部を形成するため車両進行方向前後に設けられる構造物の内、上記進行方向後側構造物を鉛直面と傾斜面とから構成し、上記鉛直面と傾斜面の接合部が、上記台車空隙部の内部における空気流れのよどみ点となるように、上記傾斜面を設け、上記進行方向前側塞ぎ板の下端から上記鉛直面と傾斜面の接合部までの水平面に対する角度θを１〜３度としたものである。
かかる構成により、鉄道車両下部の空隙部における着雪を防止し得るものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図であり、図２は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部の平面図である。
【００１３】
図１に示すように、車両１０の床下には、地面Ｇに敷設されたレールＲと接触して車両を走行させる車輪２０と、車輪２０の駆動装置を含む台車３０が設置されている。車両１０は、台車３０の上に懸架されている。車両の下部には、電機機器ＥＭ等が配置されるため、電機機器ＥＭ等を覆う塞ぎ板１２Ｆ，１２Ｒが前後方向に設けられている。すなわち、台車３０及び車輪２０は、塞ぎ板１２Ｆ，１２Ｒと車両の客室床面との間に形成される台車空隙部Ｓ内に設置されている。
【００１４】
ここで、車両１０は、例えば、矢印Ｐ方向に進行するものとし、便宜的に、前方塞ぎ板１２Ｆと、後方塞ぎ板１２Ｒを区別する。なお、車両は、上りの場合と下りの場合では、進行方向が逆になるが、以下の説明においては、矢印Ｐ方向に進行するものとして説明する。
【００１５】
図２に示すように、車両１０の曲線走行時、台車３０が鉛直軸周りに矢印Ｒ方向に回転することから、車輪２０と塞ぎ板１２Ｆ，１２Ｒが物理的に非接触となるためには一定の空隙部を必要とする。ここでは、この空隙部の車両進行方向長さは、車両進行方向と垂直な横方向で一定である。
【００１６】
図１に示すように、車両１０が矢印Ｐ方向に進行する場合、車両１０の下部と地面Ｇとの間には、車両側から見た場合には、矢印Ｆで示す空気の流れが生じる。車両１０の下部には、台車空隙部Ｓが存在するため、台車空隙部Ｓの内部に入り込む空気の流れＦ’が形成される。この空気の流れＦ’によって、地面Ｇの上に積雪していた雪が巻き上げられ、台車空隙部Ｓの最後方に位置する後方塞ぎ板１２Ｒに着雪することになる。
【００１７】
そこで、本実施形態では、図１に示すように、後方塞ぎ板１２Ｒを、鉛直面１２Ｒ１と、その下方の地面Ｇに近い側における傾斜面１２Ｒ２から構成している。傾斜面１２Ｒ２は、台車部空隙部長が長くなる方向に傾斜させている。そして、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａは、台車空隙部Ｓの内部における空気流れＦ’のよどみ点となるようにしている。空気流れＦ’のよどみ点については、図３以降を用いて詳述する。そして、傾斜面１２Ｒ２の車両床下からの高さｈは、傾斜面を設置せずに床下部まで略鉛直とした場合に流れのよどみ点が生じた高さとすることで、鉛直面と傾斜面の接合部を流れのよどみ点に固定することができる。
【００１８】
次に、図３〜図７を用いて、本実施形態による鉄道車両における防雪構造の具体例について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部における空気の流れの説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００１９】
車両１０の下部における空気の流れＦは、台車空隙部Ｓにおいて、図示するような流れとなる。この中で、空気の流れＦ’は、塞ぎ板１２Ｒに衝突した時塞ぎ板において流れが堰きとめられ、その流速が０となり、塞ぎ板１２Ｒの表面において、空気のよどみ点Ｄが形成される。本実施形態では、図示するように、このよどみ点Ｄに、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａを設けるようにしている。
【００２０】
従来の車両では、後方の塞ぎ板は、鉛直面だけで構成されるのが一般である。この場合、よどみ点においては、流速が０であるため、塞ぎ板に雪が付着する。さらに、よどみ点の周囲において圧力が増加し流れがよどみ、塞ぎ板表面上での流速が遅くなる。この結果一度塞ぎ板に付着した雪がはがれずに積み重なっていくことで着雪が発生する。
【００２１】
一方、本実施形態では、下流側の塞ぎ板１２Ｒで鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａにおいて流れのよどみ点Ｄがあり、この部分で流れが上下に分かれる。この結果、流れが堰きとめられずに流れているため流れのよどみが生じずに、塞ぎ板１２Ｒの表面上で流速が十分早くなる。このため、雪が一度塞ぎ板に付着しても流れによって剥がされるため、着雪を防止できる。特に主着雪箇所であるよどみ点Ｄの鉛直下側において十分な流速が得られるため着雪が防止される。
【００２２】
次に、図４を用いて、本実施形態による鉄道車両の下部の空隙部の具体的例について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部の具体例の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００２３】
車両１０の下部に設けられている台車空隙部Ｓの高さＨは、例えば、８８０ｍｍであり、その長さＬ’は、例えば、３５００ｍｍである。このとき、前方の塞ぎ板１２Ｆの下端から、空気の流れのよどみ点Ｄまでの水平面に対する角度θ１は、縮尺模型試験から得られた結果２．２度である。この角度θ１は、高速車両においては、流体の慣性力粘性力の比であるレイノルズ数が大きいので、台車空隙部Ｓの高さＨや長さＬ’にほとんどよらずほぼ一定である。また、車両１０の速度，すなわち、空気の速度が変わっても一定である。
【００２４】
そこで、本実施形態では、流れのよどみ点Ｄを、下流側の塞ぎ板１２Ｒで鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａとしている。下流側の塞ぎ板１２Ｒで鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａから車両１０の下面までの高さｈは、台車空隙部Ｓの長さＬ’が３５００ｍｍの場合、１３５ｍｍである。
【００２５】
後方の塞ぎ板１２Ｒの傾斜面１２Ｒ２の水平面に対する角度δは、例えば、３０度としている。その結果、車両１０の下面における台車空隙部Ｓの長さＬは、３７３０ｍｍとなる。傾斜面１２Ｒ２の水平面に対する角度δは、実験的には、４５度以下が好ましいものであり、小さい方が着雪を防止するのに効果的である。すなわち、角度δが小さいほど、傾斜面１２Ｒ２の表面における空気の流れの速度が速くなり、例え雪が付着しても剥離しやすいからである。そういう意味からすると、角度δは、限りなく０度に近いことが好ましいが、図１に示したように、車両１０の下部には電気機器ＥＭ等が配置されているため、傾きδを小さくするには限りがある。
【００２６】
次に、図５及び図６を用いて、本実施形態による鉄道車両の下部空隙部におけるよどみ点の移動について説明する。
図５及び図６は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部空隙部におけるよどみ点の移動の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００２７】
図５において、図４において説明したように、下流側の塞ぎ板１２Ｒが鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２とから構成されるとき、その接合部Ａは、流れのよどみ点Ｄに一致するようにしている。このとき、傾斜面１２Ｒ２の車両床下からの高さはｈである。ここで、例えば、傾斜面を１２Ｒ２’のようにして、傾斜面を少しだけ大きくした場合について考える。このとき、傾斜面１２Ｒ２’の車両床下からの高さはｈ２である。
【００２８】
よどみ点は、角度θ１をなす矢印ｆ１の延長線上であって、傾斜面と交差する位置に形成されるため、本来であれば、点Ｄ１の位置に形成される。しかしながら、その周囲の圧力分布により、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２’との接合部Ａ’までの距離Ｌ１が短い場合には、よどみ点は、点Ｄ１から点Ｄ’の位置，即ち、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２’との接合部Ａ’まで移動する。このようによどみ点がＤ’まで移動したとき、前方の塞ぎ板１２Ｆの下端から、空気の流れのよどみ点Ｄ’までの水平面に対する角度はθ２となり、この場合でも、着雪を防止できる。ではどの程度の角度範囲までは、よどみ点が移動し、着雪防止の効果があるかについては、図７を用いて後述する。
【００２９】
また、図６は、傾斜面の大きさを少しだけ小さくした場合である。実線は、下流側の塞ぎ板１２Ｒが鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２とから構成されるとき、その接合部Ａは、流れのよどみ点Ｄに一致するようにしている場合を示している。このとき、傾斜面１２Ｒ２の車両床下からの高さはｈである。ここで、例えば、傾斜面を１２Ｒ２”のようにして、傾斜面を少しだけ小さくした場合について考える。このとき、傾斜面１２Ｒ２”の車両床下からの高さはｈ３である。
【００３０】
よどみ点は、角度θ１をなす矢印ｆ１の延長線上であって、鉛直面１２Ｒ１と交差する位置に形成されるため、本来であれば、点Ｄの位置に形成される。しかしながら、その周囲の圧力分布により、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２”との接合部Ａ”までの距離が短い場合には、よどみ点は、点Ｄから点Ｄ’の位置，即ち、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２”との接合部Ａ”まで移動する。このようによどみ点がＤ”まで移動したとき、前方の塞ぎ板１２Ｆの下端から、空気の流れのよどみ点Ｄ”までの水平面に対する角度はθ３となり、この場合でも、着雪を防止できる。
【００３１】
次に、図７を用いて、本実施形態による鉄道車両の下部空隙部におけるよどみ点の移動による着雪防止効果について説明する。
図７は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両における着雪防止効果の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３２】
図７において、横軸は前方の塞ぎ板１２Ｆの下端から、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２との接合部Ａまでの水平面に対する角度である。縦軸は着雪量（任意単位）である。
【００３３】
本例においては、車両の下面からの傾斜面１２Ｒ２の高さｈ（下面から傾斜面１２Ｒ２と鉛直面１２Ｒ１の接合部までの高さ）を変えて着雪量を測定し、この高さｈを、前方の塞ぎ板１２Ｆの下端から、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２との接合部Ａまでの水平面に対する角度θに置き換えて図示している。
【００３４】
図示する例から理解されるように、角度θが２．２度において、着雪量が極小値を示している。また、角度θが１度と３度のところにおいて、着雪量の変曲点を有している。すなわち、角度θが２．２度を中心として、１度〜３度の範囲では、図５及び図６にて説明したよどみ点の移動が生じることが判明した。なお、角度θ＝２．２度のときの、車両の下面からの傾斜面１２Ｒ２の高さｈ（下面から傾斜面１２Ｒ２と鉛直面１２Ｒ１の接合部までの高さ）は、台車空隙部Ｓの長さＬ’が３５００ｍｍの場合、１３５ｍｍであり、角度θ＝１度のときの、車両の下面からの傾斜面１２Ｒ２の高さｈ（下面から傾斜面１２Ｒ２と鉛直面１２Ｒ１の接合部までの高さ）は６０ｍｍであり、角度θ＝３度のときの、車両の下面からの傾斜面１２Ｒ２の高さｈ（下面から傾斜面１２Ｒ２と鉛直面１２Ｒ１の接合部までの高さ）は１８５ｍｍである。この角度範囲の両側では、よどみ点は傾斜面に形成されるため、その部分における着雪量が増大する。なお、θ＜１度の場合、よどみ点は鉛直面に形成される。
【００３５】
鉄道車両は、例えば、１６両編成のように複数の車両が多連結される。ここで、着雪量について見ると、先頭側の４両程度の着雪が多いものである。従って、例えば、１６両編成の場合、先頭側の１号車から４号車までと、後尾側の１３号車から１６号車について、図１に示したように、走行方向の後方側の塞ぎ板に傾斜面を設けることにより、一方向に進行する場合にも、また、その逆方向に進行する場合にも、着雪を効果的に防止することができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両の走行方向の後方側に位置する塞ぎ板を鉛直面と傾斜面から構成し、鉛直面と傾斜面の接合部を台車空隙部における空気のよどみ点とすることによって、後方塞ぎ板に対する着雪を低減することができる。
【００３７】
次に、図８及び図９を用いて、本発明の第２の実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。図９は、本発明の第２の実施形態による鉄道車両の下部の具体例の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３８】
図８に示すように、本実施形態においては、車両１０Ａの進行方向Ｐの後方側の後方塞ぎ板１２Ｒを、鉛直面１２Ｒ１と、その下方の地面Ｇに近い側における傾斜面１２Ｒ２から構成し、そして、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａは、台車空隙部Ｓの内部における空気流れＦ’のよどみ点となるようにしている点は、図１に示した実施形態と同様である。さらに、本実施形態においては、車両１０Ａの進行方向の前方側の前方塞ぎ板１２Ｆ’を、鉛直面１２Ｆ１と、その下方の地面Ｇに近い側における傾斜面１２Ｆ２から構成し、そして、鉛直面１２Ｆ１と傾斜面１２Ｆ２の接合部Ａは、走行方向が逆となった場合に台車空隙部Ｓの内部における空気流れＦ’のよどみ点となるようにしている。
【００３９】
図９において、車両１０Ａの下部に設けられている台車空隙部Ｓの長さＬ’が例えば、３５００ｍｍの場合、車両１０Ａの下面における台車空隙部Ｓの長さＬは、３９６０ｍｍとなる。このとき、前方の塞ぎ板１２Ｆ’の傾斜面１２Ｆ２の下端から、下流側の塞ぎ板１２Ｒで鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａまでの水平面に対する角度θ１は、２．２度としている。また、後方の塞ぎ板１２Ｒの傾斜面１２Ｒ２の下端から、前方側の塞ぎ板１２Ｆ’で鉛直面１２Ｆ１と傾斜面１２Ｆ２の接合部Ａまでの水平面に対する角度θ１は、２．２度としている。また、後方の塞ぎ板１２Ｒの傾斜面１２Ｒ２の水平面に対する角度δおよび前方の塞ぎ板１２Ｆ’の傾斜面１２Ｆ２の水平面に対する角度δは、３０度としている。
【００４０】
前方塞ぎ板１２Ｆ’は、車両１０Ａが矢印Ｐ方向に進行する場合には、前方となるが、矢印Ｐと反対方向に進行するときは、後方塞ぎ板となる。従って、車両が矢印Ｐ方向およびその逆方向に進行する場合のいずれにおいても、着雪を効果的に防止することができる。鉄道車両が、例えば、１６両編成のように複数の車両が多連結される場合、中央の５号車〜１２号車の着雪量は先頭の４車両に比べて少ないもののある程度の着雪はあると考えられる。そこで、本実施形態のように、１６両編成の全車両について台車空隙部の前方塞ぎ板および後方塞ぎ板の両方に傾斜面を設けることにより、車両が一方向に進行する場合にも、また、その逆方向に進行する場合にも、着雪を効果的に防止することができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両の走行方向の前後方側に位置する塞ぎ板を鉛直面と傾斜面から構成し、鉛直面と傾斜面の接合部を台車空隙部における空気のよどみ点とすることによって、車両の両方向への進行時にも塞ぎ板に対する着雪を低減することができる。
【００４２】
次に、図１０を用いて、本発明の第３の実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
図１０は、本発明の第３の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４３】
本実施形態では、台車空隙部Ｓの車両進行方向前後にある塞ぎ板１２Ｆ，１２Ｒに、防雪カバー１４Ｆ，１４Ｒを設置している。防雪カバー１４Ｆは、傾斜面１４Ｆ２と鉛直面１４Ｆ１と備えている。また、防雪カバー１４Ｒは、傾斜面１４Ｒ２と鉛直面１４Ｒ１と備えている。このように防雪カバー１４Ｆ，１４Ｒを設置した場合においても、防雪カバー１４Ｆ，１４Ｒの傾斜面１４Ｆ２，１４Ｒ２と鉛直面１４Ｆ１，１４Ｆ２の接合部Ａにおいて流れのよどみ点を生じるように設定することで、着雪防止効果が得られる。なお、防雪カバーは、前後の両方向に設けることなく、たとえば、１６両編成の車両の場合、先頭の１〜４号車と後方の１３〜１６号車の進行方向の後方にのみ設けることも可能である。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両の走行方向の前後方側に位置する塞ぎ板を鉛直面と傾斜面から構成し、鉛直面と傾斜面の接合部を台車空隙部における空気のよどみ点とすることによって、塞ぎ板の表面の防雪カバーに対する着雪を低減することができる。
【００４５】
次に、図１１および図１２を用いて、本発明の第４の実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
図１１は、本発明の第４の実施形態による鉄道車両の構成を示す平面図である。図１２は、図１１のＸ−ＸおよびＹ−Ｙ断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４６】
図１１に示すように、本実施形態においては、車両進行方向前後にある塞ぎ板１２Ｆ，１２Ｒの鉛直面間の長さＬ’を進行方向Ｐと垂直な横方向で変化させている。車輪２０が存在しない部分では車両進行方向前後にある略鉛直面間の長さＬ’を短くすることができ、台車空隙部Ｓへの雪を含んだ流れの巻き込みをさらに少なくすることにより台車４の着雪を防止する。また、車両進行方向前後にある鉛直面間の長さＬ’の短縮に合わせて、流れのよどみ点を固定させる傾斜面の高さｈを車両進行方向と垂直な横方向で変化させる。すなわち、図１２に示すように、車両の前方側の塞ぎ板の下端から水平面に対する角度θ１を２．２度とした延長上に、Ｙ−Ｙ断面における鉛直面１２Ｒ１ｙと傾斜面１２Ｒ２ｙとの接合部ＡおよびＸ−Ｘ断面における鉛直面１２Ｒ１ｘと傾斜面１２Ｒ２ｘとの接合部Ａ’がくるように傾斜面の設ける位置を変えている。このようにすることで、車両進行方向と垂直な横方向全ての位置で、鉛直面と傾斜面の接合部によどみ点を固定することができ、下流側塞ぎ板の着雪を防止できる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両の走行方向の前後方側に位置する塞ぎ板を鉛直面と傾斜面から構成し、鉛直面と傾斜面の接合部を台車空隙部における空気のよどみ点とすることによって、塞ぎ板の表面に対する着雪を低減することができる。
【００４８】
次に、図１３を用いて、本発明の第５の実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
図１３は、本発明の第５の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４９】
本実施形態においては、車両１と車両１’の間に存在する車両間空隙部Ｓ’において、空隙部Ｓ’の車両進行方向の後側において、傾斜面１６Ｒと鉛直面１６Ｒ１とを設け、その接合部Ａにおいて流れのよどみ点を生じるように設定する。前方の車両下端から接合部Ａまでの、水平面に対する角度θ１を２．２度としている。これによって、車両間空隙部の後方側への着雪を防止することができる。また、台車部や車間部に限らず床下に存在する空隙部全てにおいて、下流側の傾斜面と鉛直面の接合部において流れのよどみ点を生じるように設定することで、同様の効果が得られる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、鉄道車両下部の空隙部における着雪を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部における空気の流れの説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部の具体例の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部空隙部におけるよどみ点の移動の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部空隙部におけるよどみ点の移動の説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による鉄道車両における着雪防止効果の説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による鉄道車両の下部の具体例の説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態による鉄道車両の構成を示す平面図である。
【図１２】図１１のＸ−ＸおよびＹ−Ｙ断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１０…車両
１２Ｆ、１２Ｒ…塞ぎ板
１４Ｆ，１４Ｒ…防雪カバー
１２Ｆ１，１２Ｒ１…鉛直面
１２Ｆ２，１２Ｒ２…傾斜面
２０…車輪
３０…台車
Ａ…接合部
Ｇ…地面
Ｒ…レール
Ｓ…台車空隙部
Ｓ’…車両間空隙部
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両に係り、特に、車両床下部に存在する台車空隙部に対する着雪を防止するに好適な鉄道車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉄道車両では、積雪地帯を走行する車両の床下部の台車空隙部に着雪するという問題があった。鉄道車両の床下部へ着雪が起こると、着雪した雪が塊として地面に落下し、その際に軌道上のバラストと呼ばれる石を跳ね上げ床下機器を損傷させるという問題がある。そこで、台車空隙部に対する着雪防止方法としては、一般には、積雪箇所に散水し雪を飛散しにくくすることが行われている。しかし、鉄道車両の高速走行時においては十分な効果は得られず、積雪箇所では、車両走行速度を制限するようにしている。しかし、車両走行速度の制限はますます進む高速化の大きな障害となっており、高速走行時においても車両床下部への着雪を防止することが求められている。
【０００３】
それに対して、車両自体に着雪防止の対策を施すことも考えられている。第１は、例えば、特開平７−３３１１２２号公報に記載されているように、着雪箇所となる構造部材表面に着雪防止用の塗料を塗布することである。第２は、構造部材の表面を加熱することにより、着雪を防止するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３３１１２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、着雪防止塗料を塗布する方法は、走行中の気象条件の変化、車輪から発生する鉄粉の付着により、着雪防止効果が劣化するということが判明した。また、着雪防止効果を保つためには、頻繁に塗布しなければならないため、補修及びコストの点で問題がある。また、着雪箇所を加熱する方法は、電力消費が多いため、コストの点で問題がある。
【０００６】
また、以上の問題は、台車空隙部に限らず、車両と車両の連結部の下部に形成される空隙部でも同様である。
【０００７】
本発明の目的は、鉄道車両下部の空隙部における着雪を防止できる鉄道車両を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、車両と、この車両の下部に設けられ、台車及び車輪が配置されるための台車空隙部内に配置され、上記車両を懸架する台車とを有する鉄道車両において、上記台車空隙部を形成するため車両進行方向前後に設けられる塞ぎ板の内、上記進行方向後側塞ぎ板を鉛直面と傾斜面とから構成し、上記鉛直面と傾斜面の接合部が、上記台車空隙部の内部における空気流れのよどみ点となるように、上記傾斜面を設け、上記進行方向前側塞ぎ板の下端から上記鉛直面と傾斜面の接合部までの水平面に対する角度θを１〜３度としたものである。
かかる構成により、鉄道車両下部の空隙部における着雪を防止し得るものとなる。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、車両進行方向と垂直な方向で、車両の高さ方向及び車両幅方向の前記進行方向前後にある塞ぎ板の鉛直面間の長さＬ’を変化させるとともに、鉛直面と傾斜面の接合部の高さ方向の位置を車両進行方向と垂直な方向の位置によって異なるようにしたものである。
【００１１】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、車両と、この車両の下部に設けられ、台車及び車輪が配置されるための台車空隙部内に配置され、上記車両を懸架する台車とを有する鉄道車両において、車両床下部に存在する空隙部を形成するため車両進行方向前後に設けられる構造物の内、上記進行方向後側構造物を鉛直面と傾斜面とから構成し、上記鉛直面と傾斜面の接合部が、上記台車空隙部の内部における空気流れのよどみ点となるように、上記傾斜面を設け、上記進行方向前側塞ぎ板の下端から上記鉛直面と傾斜面の接合部までの水平面に対する角度θを１〜３度としたものである。
かかる構成により、鉄道車両下部の空隙部における着雪を防止し得るものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図であり、図２は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部の平面図である。
【００１３】
図１に示すように、車両１０の床下には、地面Ｇに敷設されたレールＲと接触して車両を走行させる車輪２０と、車輪２０の駆動装置を含む台車３０が設置されている。車両１０は、台車３０の上に懸架されている。車両の下部には、電機機器ＥＭ等が配置されるため、電機機器ＥＭ等を覆う塞ぎ板１２Ｆ，１２Ｒが前後方向に設けられている。すなわち、台車３０及び車輪２０は、塞ぎ板１２Ｆ，１２Ｒと車両の客室床面との間に形成される台車空隙部Ｓ内に設置されている。
【００１４】
ここで、車両１０は、例えば、矢印Ｐ方向に進行するものとし、便宜的に、前方塞ぎ板１２Ｆと、後方塞ぎ板１２Ｒを区別する。なお、車両は、上りの場合と下りの場合では、進行方向が逆になるが、以下の説明においては、矢印Ｐ方向に進行するものとして説明する。
【００１５】
図２に示すように、車両１０の曲線走行時、台車３０が鉛直軸周りに矢印Ｒ方向に回転することから、車輪２０と塞ぎ板１２Ｆ，１２Ｒが物理的に非接触となるためには一定の空隙部を必要とする。ここでは、この空隙部の車両進行方向長さは、車両進行方向と垂直な横方向で一定である。
【００１６】
図１に示すように、車両１０が矢印Ｐ方向に進行する場合、車両１０の下部と地面Ｇとの間には、車両側から見た場合には、矢印Ｆで示す空気の流れが生じる。車両１０の下部には、台車空隙部Ｓが存在するため、台車空隙部Ｓの内部に入り込む空気の流れＦ’が形成される。この空気の流れＦ’によって、地面Ｇの上に積雪していた雪が巻き上げられ、台車空隙部Ｓの最後方に位置する後方塞ぎ板１２Ｒに着雪することになる。
【００１７】
そこで、本実施形態では、図１に示すように、後方塞ぎ板１２Ｒを、鉛直面１２Ｒ１と、その下方の地面Ｇに近い側における傾斜面１２Ｒ２から構成している。傾斜面１２Ｒ２は、台車部空隙部長が長くなる方向に傾斜させている。そして、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａは、台車空隙部Ｓの内部における空気流れＦ’のよどみ点となるようにしている。空気流れＦ’のよどみ点については、図３以降を用いて詳述する。そして、傾斜面１２Ｒ２の車両床下からの高さｈは、傾斜面を設置せずに床下部まで略鉛直とした場合に流れのよどみ点が生じた高さとすることで、鉛直面と傾斜面の接合部を流れのよどみ点に固定することができる。
【００１８】
次に、図３〜図７を用いて、本実施形態による鉄道車両における防雪構造の具体例について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部における空気の流れの説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００１９】
車両１０の下部における空気の流れＦは、台車空隙部Ｓにおいて、図示するような流れとなる。この中で、空気の流れＦ’は、塞ぎ板１２Ｒに衝突した時塞ぎ板において流れが堰きとめられ、その流速が０となり、塞ぎ板１２Ｒの表面において、空気のよどみ点Ｄが形成される。本実施形態では、図示するように、このよどみ点Ｄに、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａを設けるようにしている。
【００２０】
従来の車両では、後方の塞ぎ板は、鉛直面だけで構成されるのが一般である。この場合、よどみ点においては、流速が０であるため、塞ぎ板に雪が付着する。さらに、よどみ点の周囲において圧力が増加し流れがよどみ、塞ぎ板表面上での流速が遅くなる。この結果一度塞ぎ板に付着した雪がはがれずに積み重なっていくことで着雪が発生する。
【００２１】
一方、本実施形態では、下流側の塞ぎ板１２Ｒで鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａにおいて流れのよどみ点Ｄがあり、この部分で流れが上下に分かれる。この結果、流れが堰きとめられずに流れているため流れのよどみが生じずに、塞ぎ板１２Ｒの表面上で流速が十分早くなる。このため、雪が一度塞ぎ板に付着しても流れによって剥がされるため、着雪を防止できる。特に主着雪箇所であるよどみ点Ｄの鉛直下側において十分な流速が得られるため着雪が防止される。
【００２２】
次に、図４を用いて、本実施形態による鉄道車両の下部の空隙部の具体的例について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部の具体例の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００２３】
車両１０の下部に設けられている台車空隙部Ｓの高さＨは、例えば、８８０ｍｍであり、その長さＬ’は、例えば、３５００ｍｍである。このとき、前方の塞ぎ板１２Ｆの下端から、空気の流れのよどみ点Ｄまでの水平面に対する角度θ１は、縮尺模型試験から得られた結果２．２度である。この角度θ１は、高速車両においては、流体の慣性力粘性力の比であるレイノルズ数が大きいので、台車空隙部Ｓの高さＨや長さＬ’にほとんどよらずほぼ一定である。また、車両１０の速度，すなわち、空気の速度が変わっても一定である。
【００２４】
そこで、本実施形態では、流れのよどみ点Ｄを、下流側の塞ぎ板１２Ｒで鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａとしている。下流側の塞ぎ板１２Ｒで鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａから車両１０の下面までの高さｈは、台車空隙部Ｓの長さＬ’が３５００ｍｍの場合、１３５ｍｍである。
【００２５】
後方の塞ぎ板１２Ｒの傾斜面１２Ｒ２の水平面に対する角度δは、例えば、３０度としている。その結果、車両１０の下面における台車空隙部Ｓの長さＬは、３７３０ｍｍとなる。傾斜面１２Ｒ２の水平面に対する角度δは、実験的には、４５度以下が好ましいものであり、小さい方が着雪を防止するのに効果的である。すなわち、角度δが小さいほど、傾斜面１２Ｒ２の表面における空気の流れの速度が速くなり、例え雪が付着しても剥離しやすいからである。そういう意味からすると、角度δは、限りなく０度に近いことが好ましいが、図１に示したように、車両１０の下部には電気機器ＥＭ等が配置されているため、傾きδを小さくするには限りがある。
【００２６】
次に、図５及び図６を用いて、本実施形態による鉄道車両の下部空隙部におけるよどみ点の移動について説明する。
図５及び図６は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部空隙部におけるよどみ点の移動の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００２７】
図５において、図４において説明したように、下流側の塞ぎ板１２Ｒが鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２とから構成されるとき、その接合部Ａは、流れのよどみ点Ｄに一致するようにしている。このとき、傾斜面１２Ｒ２の車両床下からの高さはｈである。ここで、例えば、傾斜面を１２Ｒ２’のようにして、傾斜面を少しだけ大きくした場合について考える。このとき、傾斜面１２Ｒ２’の車両床下からの高さはｈ２である。
【００２８】
よどみ点は、角度θ１をなす矢印ｆ１の延長線上であって、傾斜面と交差する位置に形成されるため、本来であれば、点Ｄ１の位置に形成される。しかしながら、その周囲の圧力分布により、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２’との接合部Ａ’までの距離Ｌ１が短い場合には、よどみ点は、点Ｄ１から点Ｄ’の位置，即ち、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２’との接合部Ａ’まで移動する。このようによどみ点がＤ’まで移動したとき、前方の塞ぎ板１２Ｆの下端から、空気の流れのよどみ点Ｄ’までの水平面に対する角度はθ２となり、この場合でも、着雪を防止できる。ではどの程度の角度範囲までは、よどみ点が移動し、着雪防止の効果があるかについては、図７を用いて後述する。
【００２９】
また、図６は、傾斜面の大きさを少しだけ小さくした場合である。実線は、下流側の塞ぎ板１２Ｒが鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２とから構成されるとき、その接合部Ａは、流れのよどみ点Ｄに一致するようにしている場合を示している。このとき、傾斜面１２Ｒ２の車両床下からの高さはｈである。ここで、例えば、傾斜面を１２Ｒ２”のようにして、傾斜面を少しだけ小さくした場合について考える。このとき、傾斜面１２Ｒ２”の車両床下からの高さはｈ３である。
【００３０】
よどみ点は、角度θ１をなす矢印ｆ１の延長線上であって、鉛直面１２Ｒ１と交差する位置に形成されるため、本来であれば、点Ｄの位置に形成される。しかしながら、その周囲の圧力分布により、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２”との接合部Ａ”までの距離が短い場合には、よどみ点は、点Ｄから点Ｄ’の位置，即ち、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２”との接合部Ａ”まで移動する。このようによどみ点がＤ”まで移動したとき、前方の塞ぎ板１２Ｆの下端から、空気の流れのよどみ点Ｄ”までの水平面に対する角度はθ３となり、この場合でも、着雪を防止できる。
【００３１】
次に、図７を用いて、本実施形態による鉄道車両の下部空隙部におけるよどみ点の移動による着雪防止効果について説明する。
図７は、本発明の第１の実施形態による鉄道車両における着雪防止効果の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３２】
図７において、横軸は前方の塞ぎ板１２Ｆの下端から、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２との接合部Ａまでの水平面に対する角度である。縦軸は着雪量（任意単位）である。
【００３３】
本例においては、車両の下面からの傾斜面１２Ｒ２の高さｈ（下面から傾斜面１２Ｒ２と鉛直面１２Ｒ１の接合部までの高さ）を変えて着雪量を測定し、この高さｈを、前方の塞ぎ板１２Ｆの下端から、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２との接合部Ａまでの水平面に対する角度θに置き換えて図示している。
【００３４】
図示する例から理解されるように、角度θが２．２度において、着雪量が極小値を示している。また、角度θが１度と３度のところにおいて、着雪量の変曲点を有している。すなわち、角度θが２．２度を中心として、１度〜３度の範囲では、図５及び図６にて説明したよどみ点の移動が生じることが判明した。なお、角度θ＝２．２度のときの、車両の下面からの傾斜面１２Ｒ２の高さｈ（下面から傾斜面１２Ｒ２と鉛直面１２Ｒ１の接合部までの高さ）は、台車空隙部Ｓの長さＬ’が３５００ｍｍの場合、１３５ｍｍであり、角度θ＝１度のときの、車両の下面からの傾斜面１２Ｒ２の高さｈ（下面から傾斜面１２Ｒ２と鉛直面１２Ｒ１の接合部までの高さ）は６０ｍｍであり、角度θ＝３度のときの、車両の下面からの傾斜面１２Ｒ２の高さｈ（下面から傾斜面１２Ｒ２と鉛直面１２Ｒ１の接合部までの高さ）は１８５ｍｍである。この角度範囲の両側では、よどみ点は傾斜面に形成されるため、その部分における着雪量が増大する。なお、θ＜１度の場合、よどみ点は鉛直面に形成される。
【００３５】
鉄道車両は、例えば、１６両編成のように複数の車両が多連結される。ここで、着雪量について見ると、先頭側の４両程度の着雪が多いものである。従って、例えば、１６両編成の場合、先頭側の１号車から４号車までと、後尾側の１３号車から１６号車について、図１に示したように、走行方向の後方側の塞ぎ板に傾斜面を設けることにより、一方向に進行する場合にも、また、その逆方向に進行する場合にも、着雪を効果的に防止することができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両の走行方向の後方側に位置する塞ぎ板を鉛直面と傾斜面から構成し、鉛直面と傾斜面の接合部を台車空隙部における空気のよどみ点とすることによって、後方塞ぎ板に対する着雪を低減することができる。
【００３７】
次に、図８及び図９を用いて、本発明の第２の実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。図９は、本発明の第２の実施形態による鉄道車両の下部の具体例の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３８】
図８に示すように、本実施形態においては、車両１０Ａの進行方向Ｐの後方側の後方塞ぎ板１２Ｒを、鉛直面１２Ｒ１と、その下方の地面Ｇに近い側における傾斜面１２Ｒ２から構成し、そして、鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａは、台車空隙部Ｓの内部における空気流れＦ’のよどみ点となるようにしている点は、図１に示した実施形態と同様である。さらに、本実施形態においては、車両１０Ａの進行方向の前方側の前方塞ぎ板１２Ｆ’を、鉛直面１２Ｆ１と、その下方の地面Ｇに近い側における傾斜面１２Ｆ２から構成し、そして、鉛直面１２Ｆ１と傾斜面１２Ｆ２の接合部Ａは、走行方向が逆となった場合に台車空隙部Ｓの内部における空気流れＦ’のよどみ点となるようにしている。
【００３９】
図９において、車両１０Ａの下部に設けられている台車空隙部Ｓの長さＬ’が例えば、３５００ｍｍの場合、車両１０Ａの下面における台車空隙部Ｓの長さＬは、３９６０ｍｍとなる。このとき、前方の塞ぎ板１２Ｆ’の傾斜面１２Ｆ２の下端から、下流側の塞ぎ板１２Ｒで鉛直面１２Ｒ１と傾斜面１２Ｒ２の接合部Ａまでの水平面に対する角度θ１は、２．２度としている。また、後方の塞ぎ板１２Ｒの傾斜面１２Ｒ２の下端から、前方側の塞ぎ板１２Ｆ’で鉛直面１２Ｆ１と傾斜面１２Ｆ２の接合部Ａまでの水平面に対する角度θ１は、２．２度としている。また、後方の塞ぎ板１２Ｒの傾斜面１２Ｒ２の水平面に対する角度δおよび前方の塞ぎ板１２Ｆ’の傾斜面１２Ｆ２の水平面に対する角度δは、３０度としている。
【００４０】
前方塞ぎ板１２Ｆ’は、車両１０Ａが矢印Ｐ方向に進行する場合には、前方となるが、矢印Ｐと反対方向に進行するときは、後方塞ぎ板となる。従って、車両が矢印Ｐ方向およびその逆方向に進行する場合のいずれにおいても、着雪を効果的に防止することができる。鉄道車両が、例えば、１６両編成のように複数の車両が多連結される場合、中央の５号車〜１２号車の着雪量は先頭の４車両に比べて少ないもののある程度の着雪はあると考えられる。そこで、本実施形態のように、１６両編成の全車両について台車空隙部の前方塞ぎ板および後方塞ぎ板の両方に傾斜面を設けることにより、車両が一方向に進行する場合にも、また、その逆方向に進行する場合にも、着雪を効果的に防止することができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両の走行方向の前後方側に位置する塞ぎ板を鉛直面と傾斜面から構成し、鉛直面と傾斜面の接合部を台車空隙部における空気のよどみ点とすることによって、車両の両方向への進行時にも塞ぎ板に対する着雪を低減することができる。
【００４２】
次に、図１０を用いて、本発明の第３の実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
図１０は、本発明の第３の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４３】
本実施形態では、台車空隙部Ｓの車両進行方向前後にある塞ぎ板１２Ｆ，１２Ｒに、防雪カバー１４Ｆ，１４Ｒを設置している。防雪カバー１４Ｆは、傾斜面１４Ｆ２と鉛直面１４Ｆ１と備えている。また、防雪カバー１４Ｒは、傾斜面１４Ｒ２と鉛直面１４Ｒ１と備えている。このように防雪カバー１４Ｆ，１４Ｒを設置した場合においても、防雪カバー１４Ｆ，１４Ｒの傾斜面１４Ｆ２，１４Ｒ２と鉛直面１４Ｆ１，１４Ｆ２の接合部Ａにおいて流れのよどみ点を生じるように設定することで、着雪防止効果が得られる。なお、防雪カバーは、前後の両方向に設けることなく、たとえば、１６両編成の車両の場合、先頭の１〜４号車と後方の１３〜１６号車の進行方向の後方にのみ設けることも可能である。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両の走行方向の前後方側に位置する塞ぎ板を鉛直面と傾斜面から構成し、鉛直面と傾斜面の接合部を台車空隙部における空気のよどみ点とすることによって、塞ぎ板の表面の防雪カバーに対する着雪を低減することができる。
【００４５】
次に、図１１および図１２を用いて、本発明の第４の実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
図１１は、本発明の第４の実施形態による鉄道車両の構成を示す平面図である。図１２は、図１１のＸ−ＸおよびＹ−Ｙ断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４６】
図１１に示すように、本実施形態においては、車両進行方向前後にある塞ぎ板１２Ｆ，１２Ｒの鉛直面間の長さＬ’を進行方向Ｐと垂直な横方向で変化させている。車輪２０が存在しない部分では車両進行方向前後にある略鉛直面間の長さＬ’を短くすることができ、台車空隙部Ｓへの雪を含んだ流れの巻き込みをさらに少なくすることにより台車４の着雪を防止する。また、車両進行方向前後にある鉛直面間の長さＬ’の短縮に合わせて、流れのよどみ点を固定させる傾斜面の高さｈを車両進行方向と垂直な横方向で変化させる。すなわち、図１２に示すように、車両の前方側の塞ぎ板の下端から水平面に対する角度θ１を２．２度とした延長上に、Ｙ−Ｙ断面における鉛直面１２Ｒ１ｙと傾斜面１２Ｒ２ｙとの接合部ＡおよびＸ−Ｘ断面における鉛直面１２Ｒ１ｘと傾斜面１２Ｒ２ｘとの接合部Ａ’がくるように傾斜面の設ける位置を変えている。このようにすることで、車両進行方向と垂直な横方向全ての位置で、鉛直面と傾斜面の接合部によどみ点を固定することができ、下流側塞ぎ板の着雪を防止できる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両の走行方向の前後方側に位置する塞ぎ板を鉛直面と傾斜面から構成し、鉛直面と傾斜面の接合部を台車空隙部における空気のよどみ点とすることによって、塞ぎ板の表面に対する着雪を低減することができる。
【００４８】
次に、図１３を用いて、本発明の第５の実施形態による鉄道車両の構成について説明する。
図１３は、本発明の第５の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４９】
本実施形態においては、車両１と車両１’の間に存在する車両間空隙部Ｓ’において、空隙部Ｓ’の車両進行方向の後側において、傾斜面１６Ｒと鉛直面１６Ｒ１とを設け、その接合部Ａにおいて流れのよどみ点を生じるように設定する。前方の車両下端から接合部Ａまでの、水平面に対する角度θ１を２．２度としている。これによって、車両間空隙部の後方側への着雪を防止することができる。また、台車部や車間部に限らず床下に存在する空隙部全てにおいて、下流側の傾斜面と鉛直面の接合部において流れのよどみ点を生じるように設定することで、同様の効果が得られる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、鉄道車両下部の空隙部における着雪を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部における空気の流れの説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部の具体例の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部空隙部におけるよどみ点の移動の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による鉄道車両の下部空隙部におけるよどみ点の移動の説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による鉄道車両における着雪防止効果の説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による鉄道車両の下部の具体例の説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態による鉄道車両の構成を示す平面図である。
【図１２】図１１のＸ−ＸおよびＹ−Ｙ断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態による鉄道車両の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１０…車両
１２Ｆ、１２Ｒ…塞ぎ板
１４Ｆ，１４Ｒ…防雪カバー
１２Ｆ１，１２Ｒ１…鉛直面
１２Ｆ２，１２Ｒ２…傾斜面
２０…車輪
３０…台車
Ａ…接合部
Ｇ…地面
Ｒ…レール
Ｓ…台車空隙部
Ｓ’…車両間空隙部
Claims (3)
- 車両と、この車両の下部に設けられ、台車及び車輪が配置されるための台車空隙部内に配置され、上記車両を懸架する台車とを有する鉄道車両において、
上記台車空隙部を形成するため車両進行方向前後に設けられる塞ぎ板の内、上記進行方向後側塞ぎ板を鉛直面と傾斜面とから構成し、
上記鉛直面と傾斜面の接合部が、上記台車空隙部の内部における空気流れのよどみ点となるように、上記傾斜面を設け、
上記進行方向前側塞ぎ板の下端から上記鉛直面と傾斜面の接合部までの水平面に対する角度θを１〜３度としたことを特徴とする鉄道車両。 - 請求項１記載の鉄道車両において、
車両進行方向と垂直な方向で、車両の高さ方向及び車両幅方向の前記進行方向前後にある塞ぎ板の鉛直面間の長さＬ’を変化させるとともに、鉛直面と傾斜面の接合部の高さ方向の位置を車両進行方向と垂直な方向の位置によって異なるようにしたことを特徴とする鉄道車両。 - 車両と、この車両の下部に設けられ、台車及び車輪が配置されるための台車空隙部内に配置され、上記車両を懸架する台車とを有する鉄道車両において、
車両床下部に存在する空隙部を形成するため車両進行方向前後に設けられる構造物の内、上記進行方向後側構造物を鉛直面と傾斜面とから構成し、
上記鉛直面と傾斜面の接合部が、上記台車空隙部の内部における空気流れのよどみ点となるように、上記傾斜面を設け、
上記進行方向前側塞ぎ板の下端から上記鉛直面と傾斜面の接合部までの水平面に対する角度θを１〜３度としたことを特徴とする鉄道車両。
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