JP4460185B2 - 防風装置、及び防風方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防風対象物の近傍に設置され防風対象物を風から防護する防風装置、及び防風方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道や道路などに沿って設置される防風柵や防雪柵は、風を遮り、防風対象物周辺に弱風域を作り出す施設であり、強風時の車両の走行安全性の確保や、吹き溜まりの発生の防止等を目的とした施設（以下、「風対策施設」という。）である。このような風対策施設の強度は、風圧により施設に作用する力（以下、「風荷重」という。）に基いて決定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した風荷重は、確率的に数十年以上の期間に１回生じるか否かといった稀有な強風、例えば風速５０メートル／秒（ｍ／ｓ）を大きく上回る風等を想定して設定されている。また、一般に、風対策施設の強度を決める設計風速値は、防風対策が必要となり始める風速値よりも２倍以上高い値であることが多い。
【０００４】
このため、例えば、図１６に示すように、鉄道車両４００を風Ｗ１３から防護するため高架橋３００の側端部３０１ａに立設された防風柵２００には、吹き付ける風Ｗ１３の風圧に伴う合力Ｆ３により、その支持部である高架橋側端部３０１ａに、曲げモーメントＭなど、大きな力が作用することとなり、構造部材の材料強度として高強度のものが要求されるほか、構造部材の寸法が大型化する。したがって、防風柵の支持部の構築に当っては、材料費、施工費ともに高価なものとなる、という問題があった。
【０００５】
また、吊り橋、長径間の橋梁等においては、暴風時の風荷重の値が非常に高く、防風柵を設置しようとすると、支持部にかかる設計荷重が大きくなり過ぎ、本体構造物の設計にも不利な影響が生じること、また、風が動的な不安定現象であるため、防風柵に作用する風圧が本体構造物に不測の影響を与えるおそれがあること等の理由から、防風柵の設置が困難になる、という問題もあった。
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、強風時に作用する風圧値を低減させることができる防風装置、及び防風方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る第１の防風装置は、防風対象物の近傍に設置され前記防風対象物を風から防護する防風装置であって、前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を備え、前記遮風手段は前記駆動力発生手段を兼ね、前記遮風手段は互いに回転可能に接続された第１遮風板及び第２遮風板を有し、前記第1遮風板は前記支持手段に対して回転移動可能であり、前記第２遮風板は前記第1遮風板と連動して前記支持手段に対して前記第１遮風板とは逆方向へ回転移動可能であると共に前記支持手段に対して直線移動可能であり、前記風の風速が高い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を増大させることにより前記支持手段に作用する風荷重を低減させるとともに、前記風の風速が低い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を低減させることにより前記遮風手段の遮風性能を増加させることを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る第２の防風装置は、防風対象物の近傍に設置され前記防風対象物を風から防護する防風装置であって、前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を備え、前記遮風手段は、第１開口を有すると共に前記支持手段に固定される第１遮風部と、前記第１開口と重複可能な第２開口を有すると共に前記第１遮風部に対して移動可能な構成で取り付けられる第２遮風部を有し、前記風の風速が高い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を増大させることにより前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を増大させて前記支持手段に作用する風荷重を低減させるとともに、前記風の風速が低い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を低減させることにより前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を低減させて前記遮風手段の遮風性能を増加させることを特徴とする。
【０００８】
上記第１又は第２の防風装置において、好ましくは、前記駆動力発生手段は、受風手段によって受けた風圧により回転駆動力又は直線的駆動力を発生する。
【０００９】
また、上記第２の防風装置において、好ましくは、前記駆動手段は、回転駆動力を直線的駆動力に変換し、又は直線的駆動力を回転駆動力に変換し、又は前記駆動力発生手段の発生した駆動力の方向を異なる方向へ変換し、又は前記の変換を適宜組み合わせることにより前記遮風手段を駆動する。
【００１２】
また、上記第１の防風装置において、好ましくは、前記付勢手段は弾性力を利用して前記第1遮風板及び第２遮風板を元の状態へ付勢する。
【００１４】
また、上記第２の防風装置において、好ましくは、前記駆動手段は、前記風の風速が所定の駆動限界風速値未満の場合には前記遮風手段を移動させず、前記風の風速が所定の駆動限界風速値以上の場合に前記遮風手段を移動させる移動制御手段を備える。
【００１５】
また、上記第２の防風装置において、好ましくは、前記第１開口の位置と前記第２開口の位置の間には、前記風の風速が所定の駆動限界風速値未満の場合には前記第１開口と前記第２開口の重複が発生せず、前記風の風速が所定の駆動限界風速値以上の場合に前記第１開口と前記第２開口の重複が開始されるような距離差が設定される。
【００１６】
また、上記の防風装置において、好ましくは、前記遮風手段が元の状態へ移動する場合に前記遮風手段の移動速度を低減させる減速手段を備える。
【００１７】
また、本発明に係る第１の防風方法は、防風対象物を風から防護する防風方法であって、前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を設け、前記遮風手段は前記駆動力発生手段を兼ね、前記遮風手段は互いに回転移動可能に接続された第１遮風板及び第２遮風板を有し、前記遮風手段は互いに回転移動可能に接続された第１遮風板及び第２遮風板を有し、前記支持手段に対して前記第１遮風板を回転移動させながら、前記第1遮風板と連動して前記支持手段に対して前記第２遮風板を前記第１遮風板とは逆方向へ回転移動させると共に前記支持手段に対して前記第２遮風板を直線移動させ、前記風の風速が高い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を増大させることにより前記支持手段に作用する風荷重を低減させるとともに、前記風の風速が低い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を低減させることにより前記遮風手段の遮風性能を増加させることを特徴とする。
また、本発明に係る第２の防風方法は、防風対象物を風から防護する防風方法であって、前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を設け、前記遮風手段は、第１開口を有し前記支持手段に固定される第１遮風部と、前記第１開口と重複可能な第２開口を有し前記第１遮風部に対して移動可能な構成で取り付けられる第２遮風部を有し、前記第１遮風部に対して前記第２遮風部を移動させ、前記風の風速が高い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を増大させることにより、前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を増大させて前記支持手段に作用する風荷重を低減させ、前記風の風速が低い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を低減させることにより、前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を低減させて前記遮風手段の遮風性能を増加させることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の原理を説明する。図１は、本発明の原理を説明する概念図である。図１に示すように、本発明の防風装置１００は、防風対象物Ｔの近傍に設置され、防風対象物Ｔを風Ｗから防護する装置であり、駆動力発生手１と、駆動手段２と、遮風手段３と、支持手段４と、付勢手段５を備えて構成されている。
【００１９】
上記の駆動力発生手段１は、風Ｗを受け、風Ｗの圧力を利用して駆動力Ｆ１を発生する。駆動力発生手段１は、板状などに形成され、風Ｗの力を受け止めやすい受風手段（図示せず）を有している。
【００２０】
また、支持手段４は、防風対象物Ｔの近傍に設置される。遮風手段３は、板状に構成され、支持手段４に対して移動可能に取り付けられ、風Ｗを遮り、防風対象物Ｔを風Ｗから防護する。
【００２１】
駆動手段２は、伝動機構を有し、駆動力Ｆ１を利用することにより、遮風手段３を第１方向に移動させる。また、付勢手段５は、弾性材料等からなり、弾性力Ｆ２を利用することにより、遮風手段３を、第１方向とは逆の第２方向に付勢する。
【００２２】
本発明は、上記のような各手段について、風Ｗの風速が高い場合には、遮風手段３の第１方向への移動量を増大するように構成し、遮風手段３の第１方向への移動量が大きな場合には支持手段４に作用する風荷重が小さくなるように構成する。逆に、風Ｗの風速が低い場合には、遮風手段３の第１方向への移動量が減少するように構成し、遮風手段３の第１方向への移動量が小さい場合には、遮風手段３の遮風性能を増加させるように構成する。
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（１）第１実施形態
図２は、本発明の第１実施形態である防風装置の全体構成を示す図である。図２において、図２（Ａ）は鉄道線路の方向に見た正面図を、図２（Ｂ）は上方から見た平面図を、それぞれ示している。また、図３は、図２に示す防風装置のさらに詳細な構成を示す斜視図である。
【００２５】
図２、３に示すように、第１実施形態の防風装置１０１は、鉄道車両４００を防風対象物とする防風装置であり、複数の遮風板１１と、支柱１２と、回転軸１３と、コイルバネ１５を備えている。
【００２６】
支柱１２は、柱状に形成され、高架橋３００の床版部３０１の側端部３０１ａに、線路進行方向に沿って、所定の間隔で立設されている。支柱１２の材料としては、鋼、アルミニウム等の金属、アルミニウム合金等の合金、繊維強化金属（ＦＲＭ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｍｅｔａｌ）等を含む金属系材料などが用いられる。図２において、符号３０２は軌道スラブを、符号３０３はレールを、それぞれ示している。
【００２７】
遮風板１１は、板状に形成され、２つの支柱１２、１２の間に収容可能な寸法を有している。遮風板１１の材料としては、鋼、アルミニウム等の金属、アルミニウム合金等の合金、繊維強化金属（ＦＲＭ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｍｅｔａｌ）等を含む金属系材料、プラスチックス、繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等を含む合成樹脂系材料、木材、木片集成材、木質チップ集成材等を含む木材系材料などが用いられる。
【００２８】
遮風板１１の両側部の上方には、円柱状の回転軸１３が突出するように取り付けられている。一方、支柱１２の側部の上方には、円柱状の凹部である回転軸孔１２ａが形成されている。そして、２つの支柱１２、１２の各々の回転軸孔１２ａ、１２ａの中に、遮風板１１の両側の回転軸１３、１３がそれぞれ挿入され嵌合している。回転軸孔１２ａの内径は、回転軸１３の外径よりも大きな値に設定されている。このような構成により、遮風板１１は、回転軸孔１２ａ（又は回転軸１３）の中心線を回転の中心軸として回転移動可能な構成となっている。
【００２９】
また、遮風板１１において、鉄道線路に対して外側となる側（図１（Ａ）における左側）の下方の箇所１１ａ（図２参照）には、コイルバネ１５の一端が取り付けられている。また、支柱１２には、バネ支持突起１２ｃが設けられている。バネ支持突起１２ｃの先端は円柱状となっており、円筒状の回転ヒンジ１４が回転可能な状態で嵌合している。また、回転ヒンジ１４には、コイルバネ１５の他端が取り付けられている。コイルバネ１５は、伸び変形を加えると縮む方向に弾性力を発生する、いわゆる引張バネである。コイルバネ１５において、弾性力を、そのときの伸び変形で除した値を、「バネ定数」という。コイルバネ１５の材料としては、バネ用鋼材等の金属材料、ガラス繊維強化プラスチックス（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチックス等の弾性材料が用いられる。
【００３０】
また、支柱１２には、ストッパー１２ｂが取り付けられており、遮風板１１のコイルバネ１５が取り付けられている側の面を押さえ付け、係止可能な構成となっている。
【００３１】
次に、図４を参照しつつ、上記した第１実施形態の防風装置１０１の作用について説明する。引張バネであるコイルバネ１５は、図４（Ａ）の状態では、所定の長さだけ伸ばした状態（所定の初期バネ力で引っ張った状態）となっている。したがって、風が吹いていない状態では、コイルバネ１５が、遮風板１１を図４（Ａ）の左方向に引張った状態となっており、遮風板１１は、ストッパー１２ｂに押し付けられた状態となっている。
【００３２】
次に、図４（Ｂ）に示すように、線路の外側となる図４（Ｂ）の左側（図１（Ａ）における左側）から風Ｗ１が吹くと、風Ｗ１による風圧が遮風板１１に加えられる。コイルバネ１５は、図４（Ａ）の状態では、初期バネ力で引っ張った状態となっており、回転軸１３の中心１３ａに関する初期バネ力のモーメント（遮風板１１を回転方向ｄ１の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「初期バネ力モーメント」という。）が、風Ｗ１の風圧による力の回転中心１３ａに関するモーメント（遮風板１１を回転方向ｄ１へ回転させようとするモーメント。以下、「風力モーメント」という。）より大きい期間中は、遮風板１１は動かない。
【００３３】
その後、風Ｗ１の風速が大きくなり、風圧が強くなると、ある風速値（以下、「移動開始風速値」という。）において、風力モーメントが初期バネ力モーメントと等しくなる。風Ｗ１の風速が移動開始風速値より大きくなると、遮風板１１は、回転軸１３の中心１３ａを回転の中心としてｄ１の方向に回転移動を開始し、これに伴い、コイルバネ１５が遮風板１１に引張られて伸び始める。コイルバネ１５は、伸びに比例した弾性力Ｆ２Ａを発生する。この弾性力Ｆ２Ａは、コイルバネ１５を縮ませる方向に働く。したがって、コイルバネ１５は、遮風板１１を、ｄ１の逆方向に付勢していることになる。
【００３４】
そして、回転軸１３の中心１３ａに関する弾性力Ｆ２Ａのモーメント（遮風板１１を回転方向ｄ１の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「弾性力モーメント」という。）が、風力モーメントと等しくなった回転角α１で、遮風板１１の回転は停止する。回転角α１の状態では、風Ｗ１の方向線ａ１に対する遮風板１１の中心線ａ２のなす角度はθ（以下、「迎え角」という。）となっている。図４（Ｂ）において、α１＋θ＝９０°となっている。
【００３５】
第１実施形態の防風装置１０１においては、風Ｗ１の風速が上記より大きくなれば、風圧がさらに強くなり、遮風板１１の回転角α１は大きくなり、α１の余角である迎え角θは小さくなる。その後、風がやむと、コイルバネ１５の作用により、遮風板１１は、ｄ１の逆方向に回転して戻り、ストッパー１２ｂに押し付けられて停止する。
【００３６】
次に、図４（Ｂ）において、風Ｗ１の風圧が遮風板１１に及ぼす力について説明する。図５（Ａ）に示すように、空気の流れＡに対して迎え角θとなるように配置された板Ｐの上面と下面には、図に示すような空気の圧力ｐ１、ｐ２が発生する。これにより、板Ｐの重心点Ｇには、板Ｐを鉛直上方に押し上げる力（以下、「揚力」という。）Ｌと、板Ｐを風下側に押す力（以下、「抗力」という。）Ｄが発生する。
【００３７】
ここで、長さをｍ（メートル）とし、時間をｓ（秒）とし、空気の密度をρ（ｋｇ×ｓ2／ｍ4）とし、空気の流れＡの速度をＵ（ｍ／ｓ）とし、板Ｐの面積をＳ（ｍ2）とすると、上記の揚力Ｌ（ｋｇ）は、下式（１）
Ｌ＝（１／２）×ρ×Ｕ2×Ｓ×ＣL ………（１）
で表される。
【００３８】
また、抗力Ｄ（ｋｇ）は、下式（２）
Ｌ＝（１／２）×ρ×Ｕ2×Ｓ×ＣD ………（２）
で表される。
【００３９】
上式（１）、（２）において、板Ｐの面積Ｓは、水平面又は鉛直面への投影面積ではなく、実際の面積（板Ｐの上面又は下面に対して垂直に見た場合の面積）とする。また、ＣLは無次元量であり揚力係数と呼び、ＣDも無次元量であり抗力係数と呼ぶものとする。
【００４０】
上記した揚力Ｌ又は抗力Ｄを、国際単位系（ＳＩ）で表す場合は、上式（１）で算出されるＬ又はＤの値に９．８０６６５を乗じる。この場合の揚力又は抗力の単位は、ニュートン（Ｎ）である。
【００４１】
図５（Ｂ）におけるグラフ曲線Ｃ１は、迎え角θと揚力係数ＣLの関係を示したものである。揚力係数ＣLのグラフ曲線Ｃ１から、以下のことがわかる。まず、迎え角θが大きい場合、例えば図４（Ａ）の場合（迎え角θ＝９０°）には、揚力係数ＣLは非常に小さく、零に近い。次に、迎え角θが９０°から減少してくると、例えば図４（Ｂ）の場合（迎え角θ：０°＜θ＜９０°）には、揚力係数ＣLは増大し、迎え角θが約１７°の場合に最大となり、迎え角θが約１７°よりも減少すると、揚力係数ＣLも減少していく。
【００４２】
揚力Ｌは、図５（Ａ）に示すように、鉛直上方へ向かう力である。この揚力Ｌが高架橋３００の側端部３０１ａ（図２（Ａ）参照）に与える効果は、遮風板１１の自重により低減され、さらに支柱１２の自重や高架橋３００の側端部３０１ａの自重によっても低減される。したがって、迎え角θの変化により揚力Ｌが若干増大したとしても、高架橋３００に対し重大な影響を及ぼすことはない。
【００４３】
一方、図５（Ｂ）におけるグラフ曲線Ｃ２は、迎え角θと抗力係数ＣDの関係を示したものである。抗力係数ＣDのグラフ曲線Ｃ２から、以下のことがわかる。まず、迎え角θが大きい場合、例えば図４（Ａ）の場合（迎え角θ＝９０°）には、抗力係数ＣDは値１．０（図示せず）となっている。次に、迎え角θが９０°から減少してくると、例えば図４（Ｂ）の場合（迎え角θ：０°＜θ＜９０°）には、グラフ曲線Ｃ２に示すように抗力係数ＣDは減少していく。
【００４４】
抗力Ｄは、図５（Ａ）に示すように、風の風下側へ向かう方向への力である。また、通常の防風柵のように、遮風板が支柱に固定されている場合には、迎え角θが一定であり、上式（２）より、風速値Ｕが増大すれば、風速値Ｕの二乗に比例して急激に増大する。したがって、従来の防風柵では、図１６に示すように、風Ｗ１３の風圧に伴う合力Ｆ３により、防風柵２００の支持部である高架橋側端部３０１ａに、大きな曲げモーメントＭが作用し、高架橋３００の設計上の問題点となっていた。
【００４５】
しかし、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、図４（Ｂ）に示すように、風力モーメントが初期バネ力モーメントを上回るような（移動開始風速値よりも大きな値の）風Ｗ１が吹けば、遮風板１１はｄ１の方向に回転し、回転角がα１となるため、迎え角θは９０°から減少していく。また、風Ｗ１の風速がさらに速くなれば、風圧がさらに強くなり、遮風板１１はｄ１の方向にさらに大きく回転するため、回転角α１はさらに増大し迎え角θはさらに減少する。すなわち、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、移動開始風速値を越えて風速値が高くなればなるほど回転角α１が増大し迎え角θが減少するように構成されている。
【００４６】
このことと、図５（Ｂ）における抗力Ｄを示すグラフ曲線Ｃ２の「迎え角θが小さくなればなるほど抗力係数ＣDが減少する」という傾向から、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、図６（Ａ）に示すように、風速値Ｕが、移動開始風速値Ｕ１を越えて大きくなればなるほど抗力係数ＣDが減少するように構成されていることがわかる。
【００４７】
したがって、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、図６（Ｂ）のグラフ曲線Ｃ４に示すように、風速値Ｕが、移動開始風速値Ｕ１と等しくなるまでの期間中は、抗力Ｄは、風速値Ｕの二乗に比例して増大する従来の防風柵の場合の抗力曲線Ｃ３と同じ曲線上にある。しかし、風速値Ｕが、移動開始風速値Ｕ１を越えると、抗力曲線Ｃ４は従来の抗力曲線Ｃ３より下回るようになり、ある風速値Ｕ２からは、従来の抗力曲線Ｃ３から大きく離れて下回るようになる。
【００４８】
このことは、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、図１６における風圧に伴う合力Ｆ３が、風速値の増大に伴って減少することを意味する。したがって、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、風Ｗ１の風速が高い場合には、遮風板１１の回転角α１が増大し迎え角θが減少するため、防風装置１０１の支柱１２に作用する風荷重が低減され、防風装置１０１が設置される高架橋側端部３０１ａに作用する曲げモーメントＭ等の力が減少することになる。
【００４９】
一方、風Ｗ１が遮風板１１に吹き付け、遮風板１１が図４（Ｂ）に示すように傾斜すると、遮風板１１の下端付近から、風Ｗ１が防風装置１０１から線路内に入り込み、鉄道車両４００にも吹き付けることになる。このため、本発明の第１実施形態の防風装置１０１の抗力曲線Ｃ４が従来の防風柵等の抗力曲線Ｃ３より下回るということは、鉄道車両４００を風から防護する性能（以下、「遮風性能」という。）が低下する、ということも意味する。
【００５０】
しかし、鉄道や道路等の交通機関においては、風対策施設を設置しているものの、暴風時には、車両の浮上、脱線等のおそれがあるため、風速値に応じて車両の運転や走行に規制を設けている。例えば、鉄道会社においては、風速値が２０〜２５ｍ／ｓ以上となった場合には速度を制限して徐行させ、風速値が２５〜３０ｍ／ｓ以上となった場合には鉄道車両の運転自体を停止させること（以下、「運行規制」という。）を行うように規定されている。自動車道路（例えば高速自動車道路）の場合も、走行する自動車について同様な運行規制が行われている。
【００５１】
したがって、風速が非常に高い暴風時で、かつ運行規制が実施される場合には、鉄道車両や自動車等の運転が停止されているので、遮風性能が若干低下しても、交通への問題は少ない、と考えられる。このことから、本発明の第１実施形態の防風装置１０１において、コイルバネ１５の初期バネ力と、バネ定数を適宜に設定することにより、図６（Ｂ）において、風速値Ｕ２よりも低い風速値Ｕａが上記の運行規制風速値（例えば、風速値＝２５〜３０ｍ／ｓ）となるように構成することができる。
【００５２】
上記のように構成することにより、第１実施形態の防風装置１０１は、以下のような利点を有している。
【００５３】
ａ）図６（Ｂ）において、風の風速値ＵがＵａより大きい場合は、防風装置１０１の支柱１２に作用する風荷重を従来よりも低減させることができるので、交通施設構造物等に与える影響を減少させ、材料費、施工費等のコストを抑制することができる。
【００５４】
ｂ）図６（Ｂ）において、風の風速値Ｕが零からＵａまでの間は、従来とほぼ同等の遮風性能を発揮させることが可能となり、鉄道車両４００を従来の防風柵等と同様に風から防護することができる。すなわち、風の風速値Ｕが零からＵａまでの間は、風の風速値ＵがＵａより大きい場合に比べ、遮風性能が増加している。
【００５５】
ｃ）各種の交通施設構造物等に防風装置を設置することが容易になる。
【００５６】
上記した第１実施形態の防風装置１０１は、基本的な構成を同一とし、一部を変化させた変化例を構成することが可能である。
【００５７】
上記した第１実施形態の防風装置１０１においては、遮風板１１をｄ１の逆方向に付勢する部材として、コイルバネ１５を用いたが、これは、他の部材を用いてもよい。例えば、図７（Ａ）に示す防風装置１０１Ａのように、コイルバネ１５のかわりに、渦巻バネ１５Ａを用いてもよい。すなわち、支柱１２にバネ支持突起１２ｄを取り付け、バネ支持突起１２ｄに渦巻バネ１５Ａの一端を取り付け、回転軸１３に渦巻バネ１５Ａの他端を取り付ける。
【００５８】
渦巻バネ１５Ａは、コイルバネ１５と同様の材料からなり、側面形状が渦巻き型に形成されたバネであり、ゼンマイバネとも呼ばれ、例えば、細長い帯状の薄板から作製される。渦巻バネ１５Ａは、回転軸１３を回転させた場合に、部材に曲げ変形が発生し、これに伴い、バネ全体を逆方向に回転させるような弾性力が発生することを利用したものである。この防風装置１０１Ａの場合にも、第１実施形態の防風装置１０１と同様の作用、利点を発揮させることができる。
【００５９】
また、上記した第１実施形態の防風装置１０１のように、回転軸孔１２ａの中に回転軸１３を挿入し回転可能な状態とするかわりに、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示す動作緩和器１６を支柱１２に固定し、動作緩和器１６の回転軸１６ｂに回転軸１３を取り付けるようにしてもよい。
【００６０】
図７（Ｂ）は動作緩和器１６の斜視図を、図７（Ｃ）は動作緩和器１６の横断面図を、それぞれ示している。この動作緩和器１６は、容器１６ａと、回転軸１６ｂと、複数の羽根１６ｃを有している。容器１６ａは、中空で両端が閉塞された円筒状に形成されている。また、回転軸１６ｂは、円柱状に形成され、容器１６ａ内に挿入されるとともに、中心線の周りに回転可能な構成となっている。また、容器１６ａの内部の回転軸１６ｂには、その外周部に複数の羽根１６ｃが取り付けられている。羽根１６ｃは、図７（Ｃ）に示すように、湾曲している。また、容器１６ａ内には、シリコーンオイル等の粘性を有する流体（図示せず）が収容されている。
【００６１】
上記のような構成により、回転軸１６ｂを回転させる場合には、羽根１６ｃが内部の粘性流体をかき回すため、粘性流体からの抵抗を受け、回転軸１６ｂの回転速度が緩和され、回転軸１６ｂはゆっくりと回転する。その場合、図７（Ｃ）に示す方向ｄ２に回転させる場合には、粘性流体に対する抵抗が小さいため比較的速く回転するが、図７（Ｃ）に示す方向ｄ３に回転させる場合には、粘性流体に対する抵抗が大きいため、方向ｄ２の場合よりも遅く回転することになる。
【００６２】
したがって、図４（Ｂ）において、遮風板１１が風Ｗ１によって移動する方向ｄ１を、図７に示す方向ｄ２と合致させ、遮風板１１がコイルバネ１５によって戻る方向（ｄ１の反対方向）を、図７に示す方向ｄ３と合致させておけば、図４（Ｂ）における風Ｗ１が微小時間だけ弱まっても、遮風板１１が即座に元の方向に戻ることがないため、遮風板１１のバタツキ等を防止することができる。
【００６３】
上記した第１実施形態の防風装置１０１、１０１Ａ等において、鉄道車両４００は、防風対象物に相当している。また、支柱１２は、支持手段に相当している。また、遮風板１１は、遮風手段に相当するとともに、駆動力発生手段を兼ねている。また、遮風板１１は、受風手段にも相当している。また、回転軸１３と回転軸孔１２ａは、駆動手段に相当している。また、方向ｄ１は、第１方向に相当している。また、方向ｄ１の逆方向は、第２方向に相当している。また、風力モーメントは、回転駆動力に相当している。また、コイルバネ１５、又は渦巻バネ１５Ａは、付勢手段に相当している。また、遮風板１１の回転角α１は、遮風手段の移動量に相当している。また、動作緩和器１６は、減速手段に相当している。
【００６４】
（２）第２実施形態
本発明は、他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第２実施形態について説明する。図８は、本発明の第２実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。図８は、鉄道線路の方向に見た正面図である。また、図９及び図１０は、図８に示す防風装置のさらに詳細な構成を示した部分拡大図である。
【００６５】
図８に示すように、第２実施形態の防風装置１０２は、支柱２２と、遮風板２１ａ及び２１ｂ及び２１ｃ及び２１ｄと、コイルバネ２５を備えて構成されている。
【００６６】
支柱２２は、柱状に形成され、高架橋３００の床版部３０１の側端部３０１ａに、線路進行方向に沿って、所定の間隔で立設されている。支柱２２の材料は、支柱１２の場合と同様である。
【００６７】
遮風板２１ａ及び２１ｂ及び２１ｃ及び２１ｄは、板状に形成され、２つの支柱２２、２２の間に収容可能な寸法を有している。遮風板２１ａ及び２１ｂ及び２１ｃ及び２１ｄの材料は、遮風板１１の場合と同様である。
【００６８】
また、図９に示すように、最下部の遮風板２１ａの両側部の上方には、円柱状の固定回転軸２３ａが突出するように取り付けられている。一方、支柱２２の側部の下方には、円柱状の凹部である回転軸孔２２ａ１が形成されている。そして、２つの支柱２２、２２の各々の回転軸孔２２ａ１、２２ａ１の中に、遮風板２１ａの両側の固定回転軸２３ａ、２３ａがそれぞれ挿入され嵌合している。回転軸孔２２ａ１の内径は、固定回転軸２３ａの外径よりも大きな値に設定されている。このような構成により、遮風板２１ａは、回転軸孔２２ａ１（又は固定回転軸２３ａ）の中心線を回転の中心軸として回転移動可能な構成となっている。
【００６９】
また、図９に示すように、下から２番目の遮風板２１ｂの両側部の下方には、円柱状のスライド回転軸２３ｃが突出するように取り付けられている。一方、支柱２２の側部の中段下方には、鉛直方向に延びる直線状の凹部であるスライド溝２２ａ３が形成されている。そして、２つの支柱２２、２２の各々のスライド溝２２ａ３、２２ａ３の中に、遮風板２１ａの両側のスライド回転軸２３ｃ、２３ｃがそれぞれ挿入され嵌合している。スライド溝２２ａ３の溝幅は、スライド回転軸２３ｃの外径よりも大きな値に設定されている。このような構成により、遮風板２１ｂは、スライド回転軸２３ｃの中心線を回転の中心軸として回転移動可能であるとともに、スライド回転軸２３ｃは、スライド溝２２ａ３に沿って鉛直上方又は鉛直下方へ直線的に移動可能な構成となっている。
【００７０】
また、図９に示すように、最下部の遮風板２１ａの上端と、下から２番目の遮風板２１ｂの下端は、回転ヒンジ２４ａによって接続されている。このような構成により、遮風板２１ａと２１ｂは、回転ヒンジ２４ａの中心線を回転の中心軸として相互に回転移動可能な構成となっている。
【００７１】
また、図１０に示すように、最上部の遮風板２１ｄの両側部の下方には、円柱状の固定回転軸２３ｂが突出するように取り付けられている。一方、支柱２２の側部の上方には、円柱状の凹部である回転軸孔２２ａ２が形成されている。そして、２つの支柱２２、２２の各々の回転軸孔２２ａ２、２２ａ２の中に、遮風板２１ｄの両側の固定回転軸２３ｂ、２３ｂがそれぞれ挿入され嵌合している。回転軸孔２２ａ２の内径は、固定回転軸２３ｂの外径よりも大きな値に設定されている。このような構成により、遮風板２１ｄは、回転軸孔２２ａ２（又は固定回転軸２３ｂ）の中心線を回転の中心軸として回転移動可能な構成となっている。
【００７２】
また、図１０に示すように、上から２番目の遮風板２１ｃの両側部の上方には、円柱状のスライド回転軸２３ｄが突出するように取り付けられている。一方、支柱２２の側部の中段上方には、鉛直方向に延びる直線状の凹部であるスライド溝２２ａ４が形成されている。そして、２つの支柱２２、２２の各々のスライド溝２２ａ４、２２ａ４の中に、遮風板２１ｃの両側のスライド回転軸２３ｄ、２３ｄがそれぞれ挿入され嵌合している。スライド溝２２ａ４の溝幅は、スライド回転軸２３ｄの外径よりも大きな値に設定されている。このような構成により、遮風板２１ｃは、スライド回転軸２３ｄの中心線を回転の中心軸として回転移動可能であるとともに、スライド回転軸２３ｄは、スライド溝２２ａ４に沿って鉛直上方又は鉛直下方へ直線的に移動可能な構成となっている。
【００７３】
また、図１０に示すように、最上部の遮風板２１ｄの下端と、上から２番目の遮風板２１ｃの上端は、回転ヒンジ２４ｂによって接続されている。このような構成により、遮風板２１ｄと２１ｃは、回転ヒンジ２４ｂの中心線を回転の中心軸として相互に回転移動可能な構成となっている。
【００７４】
また、遮風板２１ｂにおいて、鉄道線路に対して内側となる側（図８（Ａ）における右側）の適宜箇所にはバネ支持突起２６ａが設けられ、このバネ支持突起２６ａには、コイルバネ２５の一端が取り付けられている。また、遮風板２１ｃにおいて、鉄道線路に対して内側となる側（図８（Ａ）における右側）の適宜箇所にはバネ支持突起２６ｂが設けられ、このバネ支持突起２６ｂには、コイルバネ２５の他端が取り付けられている。
【００７５】
コイルバネ２５は、伸び変形を加えると縮む方向に弾性力を発生する、いわゆる引張バネである。コイルバネ２５において、弾性力を、そのときの伸び変形で除した値を、「バネ定数」という。コイルバネ２５の材料は、コイルバネ１５の場合と同様である。
【００７６】
次に、図８を参照しつつ、上記した第２実施形態の防風装置１０２の作用について説明する。引張バネであるコイルバネ２５は、風が吹いていない状態では、所定の長さだけ伸ばした状態（所定の初期バネ力で引っ張った状態）となっている。したがって、風が吹いていない状態では、コイルバネ２５は、遮風板２１ｂの裏のバネ支持突起２６ａと、遮風板２１ｃの裏のバネ支持突起２６ｂを、初期バネ力により、図８（Ａ）の上下方向に引張った状態となっている。これにより、遮風板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、図８（Ａ）に示すように、風に対して垂直な状態を維持し、動かない。
【００７７】
次に、図８（Ａ）に示すように、線路の外側となる図８（Ｂ）の左側から、風Ｗ２が吹くと、風Ｗ２による風圧が遮風板２１ａ〜２１ｄに加えられる。コイルバネ２５は、図８（Ａ）の状態では、初期バネ力の１／２の力（以下、「初期設定力」という。）でバネ支持突起２６ａを引っ張った状態となっており、スライド回転軸２３ｃの中心に関する初期設定力のモーメント（遮風板２１ｂを回転方向ｄ４の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「初期設定力モーメント」という。）が、風Ｗ２の風圧による力のスライド回転軸２３ｃの中心に関するモーメント（遮風板２１ｂを回転方向ｄ４へ回転させようとするモーメント。以下、「風力モーメント」という。）より大きい期間中は、遮風板２１ｂは動かない。
【００７８】
同様に、コイルバネ２５は、図８（Ａ）の状態では、初期バネ力の１／２の力（以下、「初期設定力」という。）でバネ支持突起２６ｂを引っ張った状態となっており、スライド回転軸２３ｄの中心に関する初期設定力のモーメント（遮風板２１ｃを回転方向ｄ６の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「初期設定力モーメント」という。）が、風Ｗ２の風圧による力のスライド回転軸２３ｄの中心に関するモーメント（遮風板２１ｃを回転方向ｄ６へ回転させようとするモーメント。以下、「風力モーメント」という。）より大きい期間中は、遮風板２１ｃは動かない。
【００７９】
その後、風Ｗ３に示すように、風速が大きくなり、風圧が強くなると、ある風速値（以下、「移動開始風速値」という。）において、風力モーメントが初期設定力モーメントと等しくなる。その後、風Ｗ３の風速が移動開始風速値より大きくなり、風力モーメントが初期設定力モーメントより大きくなると、遮風板２１ｂは、スライド回転軸２３ｃの中心を回転の中心としてｄ４の方向に回転移動を開始するとともに、スライド溝２２ａ３に沿って鉛直下方へ向かう直線的移動を開始する。また、この際、同時に、遮風板２１ａも、不動回転軸２３ａの中心を回転の中心としてｄ５の方向に回転移動を開始する。
【００８０】
同様にして、風Ｗ３の風速が移動開始風速値より大きくなり、風力モーメントが初期設定力モーメントより大きくなると、遮風板２１ｃは、スライド回転軸２３ｄの中心を回転の中心としてｄ６の方向に回転移動を開始するとともに、スライド溝２２ａ４に沿って鉛直上方へ向かう直線的移動を開始する。また、この際、同時に、遮風板２１ｄも、不動回転軸２３ｂの中心を回転の中心としてｄ７の方向に回転移動を開始する。
【００８１】
これらの動きに伴い、コイルバネ２５が遮風板２１ｂと遮風板２１ｃに引張られて伸び始める。コイルバネ２５は、伸びに比例した弾性力を発生する。この弾性力は、コイルバネ２５を縮ませる方向に働く。
【００８２】
また、遮風板２１ａと遮風板２１ｂは、回転ヒンジ２４ａとスライド回転軸２３ｃとスライド溝２２ａ３により互いに連動するように構成されており、遮風板２１ｂがｄ４の方向に回転移動すると、遮風板２１ａはｄ５の方向に回転移動するようになっている。また、この場合、回転移動方向ｄ４とｄ５は逆方向となっている。
【００８３】
また、遮風板２１ｃと遮風板２１ｄは、回転ヒンジ２４ｂとスライド回転軸２３ｄとスライド溝２２ａ４により互いに連動するように構成されており、遮風板２１ｃがｄ６の方向に回転移動すると、遮風板２１ｄはｄ７の方向に回転移動するようになっている。また、この場合、回転移動方向ｄ６とｄ７は逆方向となっている。
【００８４】
したがって、コイルバネ２５は、遮風板２１ｂをｄ４の逆方向に付勢するとともに、遮風板２１ａをｄ５の逆方向に付勢していることになる。同様にして、コイルバネ２５は、遮風板２１ｃをｄ６の逆方向に付勢するとともに、遮風板２１ｄをｄ７の逆方向に付勢していることになる。
【００８５】
そして、スライド回転軸２３ｃの中心に関するコイルバネ２５の弾性力のモーメント（遮風板２１ｂを回転方向ｄ４の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「弾性力モーメント」という。）が、風力モーメントと等しくなった回転角α２の位置で、遮風板２１ｂの回転は停止する。この動きに連動して、遮風板２１ａの回転も、回転角α２の位置で停止する。
【００８６】
同様にして、スライド回転軸２３ｄの中心に関するコイルバネ２５の弾性力のモーメント（遮風板２１ｃを回転方向ｄ６の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「弾性力モーメント」という。）が、風力モーメントと等しくなった回転角α３の位置で、遮風板２１ｃの回転は停止する。この動きに連動して、遮風板２１ｄの回転も、回転角α３の位置で停止する。ここに、回転角α２とα３の絶対値は、等しい角度となる。
【００８７】
したがって、遮風板２１ａと遮風板２１ｃの迎え角は（９０°−α２）となり正の値となるが、遮風板２１ｂと遮風板２１ｄの迎え角は（α２−９０°）となり負の値となる。
【００８８】
第２実施形態の防風装置１０２においては、風の風速が上記より大きくなってＷ４のようになれば、風圧がさらに強くなり、遮風板２１ａ等の回転角α２は大きくなり、α２の余角である迎え角は小さくなる。その後、風がやむと、コイルバネ２５の作用により、遮風板２１ａ等は、それぞれ逆方向に回転して戻り、図８（Ａ）の状態となって停止する。
【００８９】
上記のように構成することにより、第２実施形態の防風装置１０２は、第１実施形態の場合と同様に、風の風速が高い場合には遮風板２１ａ等の移動量を増大させることにより支柱２２に作用する風荷重を低減させるとともに、風の風速が低い場合には遮風板２１ａ等の移動量を低減させることにより遮風板２１ａ等の遮風性能を増加させることができる、という利点を有している。また、さらに、下記の利点を有している。
【００９０】
ｄ）遮風板２１ｂの迎え角は、遮風板２１ａの迎え角と絶対値が等しく正負の極性が逆であり、遮風板２１ｃの迎え角は、遮風板２１ｄの迎え角と絶対値が等しく正負の極性が逆である。このため、遮風板２１ａに発生する上向きの揚力は、遮風板２１ｂに発生する下向きの揚力（負の揚力）によって相殺され、遮風板２１ｃに発生する上向きの揚力は、遮風板２１ｄに発生する下向きの揚力（負の揚力）によって相殺される。したがって、風が不安定に大きく変化しても、支柱２２には鉛直上下方向の力は作用せず、支柱２２の基礎部である高架橋側端部３０１ａに、不測の大きな上下方向力が作用することはない。
【００９１】
なお、上記した第２実施形態の防風装置１０２に、第１実施形態におけるストッパー１２ｂと同様の機能を有する部材を設けてもよい。このように構成すれば、遮風板２１ａ等が図８に示す状態とは逆の方向に移動してコイルバネ２５に不測の変形等を与え破損等の事態が発生するといったおそれをなくすことができる。
【００９２】
上記した第２実施形態の防風装置１０２において、鉄道車両（図示せず）は、防風対象物に相当している。また、支柱２２は、支持手段に相当している。また、遮風板２１ａ〜２１ｄは、遮風手段に相当するとともに、駆動力発生手段を兼ねている。また、遮風板２１ａ〜２１ｄは、受風手段にも相当している。また、遮風板２１ａ〜２１ｄは、第１遮風板、又は第２遮風板に相当している。また、不動回転軸２３ａと回転軸孔２２ａ１、不動回転軸２３ｂと回転軸孔２２ａ２、スライド回転軸２３ｃとスライド溝２２ａ３、スライド回転軸２３ｄとスライド溝２２ａ４は、それぞれ駆動手段に相当している。
【００９３】
また、方向ｄ４は第１方向に相当し、方向ｄ４の逆方向は第２方向に相当している。また、方向ｄ５は第１方向に相当し、方向ｄ５の逆方向は第２方向に相当している。また、方向ｄ６は第１方向に相当し、方向ｄ６の逆方向は第２方向に相当している。また、方向ｄ７は第１方向に相当し、方向ｄ７の逆方向は第２方向に相当している。また、方向ｄ４は、第３方向に相当し、方向ｄ５は第４方向に相当している。あるいは、方向ｄ５は、第３方向に相当し、方向ｄ４は第４方向に相当している。また、方向ｄ６は、第３方向に相当し、方向ｄ７は第４方向に相当している。あるいは、方向ｄ７は、第３方向に相当し、方向ｄ６は第４方向に相当している。
【００９４】
また、風力モーメントは、回転駆動力に相当している。また、コイルバネ２５は、付勢手段に相当している。また、遮風板２１ａ等の回転角α２は、遮風手段の移動量に相当している。
【００９５】
（３）第３実施形態
本発明は、さらに他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１１は、本発明の第３実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。図１１において、図１１（Ａ）は一部の斜視図を、図１１（Ｂ）〜図１１（Ｄ）は第３実施形態の防風装置の作用を、それぞれ示している。また、図１２は、図１１の防風装置における駆動力発生部及び駆動部の構成及び作用を示す図である。
【００９６】
図１１、１２に示すように、この防風装置１０３は、第１遮風部３０ａと、第２遮風部３０ｂと、支柱３２ａ及び３２ｂと、駆動力発生部３３と、駆動部３４と、コイルバネ３５を備えて構成されている。
【００９７】
第１遮風部３０ａは、第１開口３１ａを有し、支柱３２ａ及び３２ｂに固定されている。また、第２遮風部３０ｂは、第２開口３１ｂを有している。第２開口３１ｂは、第１開口３１ａと重複可能な形状、寸法を有している。第１遮風部３０ａ及び第２遮風部３０ｂの材料は、遮風板１１の場合と同様である。
【００９８】
支柱３２ａ及び３２ｂは、図示はしていないが、柱状に形成され、高架橋３００の床版部３０１の側端部３０１ａに、線路進行方向に沿って、所定の間隔で立設されている。支柱３２ａ及び３２ｂの材料は、支柱１２の場合と同様である。
【００９９】
また、支柱３２ａはストッパー３２ｃを有しており、ストッパー３２ｃは、第２遮風部３０ｂの背後の一端付近を支持している。また、支柱３２ｂはストッパー３２ｄを有しており、ストッパー３２ｄは、第２遮風部３０ｂの背後の他端付近を支持している。また、第２遮風部３０ｂは、固定された第１遮風部３０ａに対し、図１１（Ｂ）〜（Ｄ）の左右方向にスライド移動（直線的移動）可能な状態で取り付けられている。また、第２遮風部３０ｂの一端には、後述する駆動部３４の駆動ロッド３４ｃが取り付けられている。
【０１００】
また、図１２（Ａ）に示すように、駆動力発生部３３は、受風板３３ａと回転軸３３ｂを有している。回転軸３３ｂは、円柱状に形成され、中心線の周りに回転可能な状態で支持されている。また、回転軸３３ｂには、その外周部に複数の受風板３３ａが放射状に取り付けられている。
【０１０１】
また、図１２（Ａ）に示すように、駆動部３４は、ピニオンギヤ３４ａと、ラック部材３４ｂと、駆動ロッド３４ｃと、支持部材３４ｄと、コロ３４ｅと、ストッパー３４ｆと、バネ取付部３４ｇを有している。ピニオンギヤ３４ａは、回転軸３３ｂに固定され、回転軸３３ｂとともに回転可能な構成となっている。また、ラック部材３４ｂは、支持部材３４ｄの上にコロ３４ｅを介して設置されており、ピニオンギヤ３４ａと噛み合っている。ラック部材３４ｂの一端には、駆動ロッド３４ｃが取り付けられている。
【０１０２】
また、ラック部材３４ｂの他端には、コイルバネ３５の一端が取り付けられており、コイルバネ３５の他端は、バネ取付部３４ｇに取り付けられている。コイルバネ３５は、伸び変形を加えると縮む方向に弾性力を発生する、いわゆる引張バネである。コイルバネ３５において、弾性力を、そのときの伸び変形で除した値を、「バネ定数」という。コイルバネ３５の材料は、コイルバネ１５の場合と同様である。
【０１０３】
また、ラック部材３４ｂの他端は、ストッパー３４ｆによって係止されるようになっている。また、ストッパー３４ｆとバネ取付部３４ｇは、支持部材３４ｄに固定されている。
【０１０４】
次に、図１１及び図１２（Ａ）を参照しつつ、上記した第３実施形態の防風装置１０３の作用について説明する。引張バネであるコイルバネ３５は、風が吹いていない状態では、所定の長さだけ伸ばした状態（所定の初期バネ力で引っ張った状態）となっている。したがって、風が吹いていない状態では、コイルバネ３５は、ラック部材３４ｂを初期バネ力により図１２（Ａ）の右方向に引張った状態となっており駆動ロッド３４ｃは動かない。これにより、第２遮風部３０ｂは、図１１（Ｂ）に示すように、第１開口３１ａを塞いでおり、風Ｗ５は遮断された状態となっている。
【０１０５】
次に、図１２（Ａ）に示すように、風Ｗ８が受風板３３ａに当り、風力が初期バネ力を上回ると、回転軸３３ｂがｄ９の方向に回転移動する。なお、ストッパー３４ｆがラック部材３４ｂを押さえているため、回転軸３３ｂがｄ９の逆方向に回転することはない。回転軸がｄ９の方向に回転すると、この動きに伴いピニオンギヤ３４ａが同方向に回転し、ピニオンギヤ３４ａと噛み合っているラック部材３４ｂがｄ８の方向にスライド移動（直線的移動）する。
【０１０６】
この動きに伴い、コイルバネ３５がラック部材３４ｂに引張られて伸び始める。コイルバネ３５は、伸びに比例した弾性力を発生する。この弾性力は、コイルバネ３５を縮ませる方向に働く。
【０１０７】
また、ラック部材３４ｂのスライド移動は、駆動ロッド３４ｃによって第２遮風部３０ｂ（図１１（Ｂ）参照）に伝達される。これにより、第２遮風部３０ｂは、図１１（Ｃ）に示す方向ｄ８にスライド移動する。この動きにより、第１開口３１ａと第２開口３１ｂは連通するようになり、第２遮風部３０ｂのスライド移動前は吹き抜けられなかった風Ｗ５（図１１（Ｂ）参照）が、図１１（Ｃ）のＷ６のように吹き抜けられるようになる。
【０１０８】
受風板３３ａに当る風Ｗ８の風速がさらに大きくなり、回転軸３３ｂの回転角度がさらに大きくなると、第２遮風部３０ｂの方向ｄ８への移動量も増大し、図１１（Ｄ）に示すように、第１開口３１ａと第２開口３１ｂは完全に重複し、風Ｗ７が吹きぬけるようになる。
【０１０９】
その後、風がやむと、コイルバネ３５の作用により、第２遮風部３０ｂは、ｄ８の逆方向に直線的に移動して戻り、図１１（Ｂ）の状態となって停止する。したがって、コイルバネ３５は、第２遮風部３０ｂをｄ８の逆方向に付勢していることになる。
【０１１０】
上記のような構成により、第３実施形態の防風装置１０３は、第１実施形態の場合と同様に、風の風速が高い場合には第２遮風部３０ｂの移動量を増大させることにより支柱３２ａ及び３２ｂに作用する風荷重を低減させるとともに、風の風速が低い場合には第２遮風部３０ｂの移動量を低減させることにより第１遮風部３０ａ及び第２遮風部３０ｂの遮風性能を増加させることができる、という利点を有している。
【０１１１】
上記した第３実施形態の防風装置１０３は、基本的な構成を同一とし、一部を変化させた変化例を構成することが可能である。
【０１１２】
例えば、上記した第３実施形態の防風装置１０３において、ラック部材３４ｂの他端の箇所とストッパー３４ｆの間に、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示す動作緩和器３６を設置するようにしてもよい。
【０１１３】
図１２（Ｂ）は動作緩和器３６の斜視図を、図１２（Ｃ）は動作緩和器３６の縦断面図を、それぞれ示している。この動作緩和器３６は、容器３６ａと、ピストン３６ｂと、ロッド３６ｃを有している。容器３６ａは、中空で両端が閉塞された円筒状に形成されている。また、ピストン３６ｂは、略円錐状に形成され、容器３６ａ内に挿入されるとともに、ロッド３６ｃの中心軸線に沿って往復移動可能な構成となっている。また、容器３６ａ内には、シリコーンオイル等の粘性を有する流体（図示せず）が収容されている。
【０１１４】
上記のような構成により、ロッド３６ｃを直線移動させる場合には、ピストン３６ｂが内部の粘性流体を動かすため、粘性流体からの抵抗を受け、ロッド３６ｃの直線移動速度が緩和され、ロッド３６ｃはゆっくりと移動する。その場合、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示す方向ｄ８へ移動させる場合には、粘性流体に対する抵抗が小さいため比較的速く移動するが、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示す方向ｄ８の逆方向に移動させる場合には、粘性流体に対する抵抗が大きいため、方向ｄ８の場合よりも遅く移動することになる。したがって、図１２（Ａ）における風Ｗ８が微小時間だけ弱まっても、コイルバネ３５が即座に元の方向に戻ることがないため、第２遮風部３０ｂの動きを円滑にすることができる。
【０１１５】
上記した第３実施形態の防風装置１０３において、鉄道車両（図示せず）は、防風対象物に相当している。また、支柱３２ａ及び３２ｂは、支持手段に相当している。また、第１遮風部３０ａ及び第２遮風部３０ｂは、遮風手段に相当している。また、駆動力発生部３３は、駆動力発生手段に相当している。また、受風板３３ａは、受風手段にも相当している。また、駆動部３４は、駆動手段に相当している。また、方向ｄ８は第１方向に相当し、方向ｄ８の逆方向は第２方向に相当している。また、回転軸３３ｂの回転モーメントは、回転駆動力に相当している。また、コイルバネ３５は、付勢手段に相当している。また、第２遮風部３０ｂの方向ｄ８への直線的移動量は、遮風手段の移動量に相当している。また、動作緩和器３６は、減速手段に相当している。
【０１１６】
（４）第４実施形態
本発明は、さらに他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１３は、本発明の第４実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【０１１７】
図１３に示すように、この防風装置１０４は、第３実施形態の防風装置１０３において、ピニオンギヤ３４ａのかわりに間欠ピニオンギヤ４４を配置した点が異なっている。図１３に示すように、間欠ピニオンギヤ４４は、平歯車の一部の歯を除去して欠歯部４４ａを構成したものである。
【０１１８】
次に、図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）を参照しつつ、第４実施形態の防風装置１０４の作用について説明する。
【０１１９】
上記した第３実施形態の防風装置１０３と同様に、風Ｗ８（図１２（Ａ）参照）が受風板３３ａ（図１２（Ａ）参照）に当り、風力が初期バネ力を上回ると、図１３（Ａ）に示すように、回転軸３３ｂがｄ９´の方向に回転移動する。しかし、風Ｗ８の風速が低く所定の駆動限界風速値未満の場合には、図１３（Ａ）に示す状態となっており、間欠ピニオンギヤ４４の欠歯部４４ａがラック部材３４ｂの歯と対向しているため、両者の歯の噛み合いは起こらず、回転軸３３ｂの回転駆動力は、ラック部材３４ｂには伝達されない。
【０１２０】
次に、風Ｗ８の風速が所定の駆動限界風速値以上となった場合には、図１３（Ｂ）に示す状態から図１３（Ｃ）に示す状態となり、間欠ピニオンギヤ４４の歯４４ｂ、４４ｃ等がラック部材３４ｂの歯と噛み合いを開始する。このため、回転軸３３ｂのｄ９´方向への回転駆動力により、ラック部材３４ｂがｄ８´の方向にスライド移動（直線的移動）する。
【０１２１】
したがって、上記の駆動限界風速値として、鉄道や道路等の運行規制風速値（例えば、風速値＝２５〜３０ｍ／ｓ）を採用すれば、風速が鉄道等の運行規制風速値以上となった場合にのみ、第２遮風部３０ｂ（図１１参照）をｄ８の方向にスライド移動させ、支柱３２ａ及び３２ｂに作用する風荷重を低減させるように構成することができる。
【０１２２】
上記した第４実施形態の防風装置１０４において、間欠ピニオンギヤ４４は、移動制御手段に相当している。
【０１２３】
（５）第５実施形態
本発明は、さらに他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第５実施形態について説明する。図１４は、本発明の第５実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【０１２４】
図１４に示すように、この防風装置１０５は、第３実施形態の防風装置１０３において、第１遮風部３０ａのかわりに第１遮風部５０ａを配置し、かつ第２遮風部３０ｂのかわりに第２遮風部５０ｂを配置した点が異なっている。
【０１２５】
図１４に示すように、第１遮風部５０ａは、第１開口５１ａを有し、第２遮風部５０ｂは、第２開口５１ｂを有している。また、第１開口５１ａと第２開口５１ｂの間には、距離差δが設定されている。すなわち、方向ｄ１０に対し、ある第１開口５１ａの後方となる第２開口５１ｂと、前方の第１開口５１ａとの間には、距離差δが配されている。一方、方向ｄ１０に対し、ある第１開口５１ａの前方となる第２開口５１ｂと、後方の第１開口５１ａとの間には、距離差はない。
【０１２６】
また、第５実施形態の防風装置１０５は、上記した第３実施形態の場合と同様な構成と作用を持つ支柱３２ａ及び３２ｂと、駆動力発生手段３３と、駆動手段３４を有している。
【０１２７】
次に、図１４（Ａ）〜（Ｅ）を参照しつつ、上記した第５実施形態の防風装置１０５の作用について説明する。風が吹いていない場合は、図１４（Ａ）に示す状態となっており、風Ｗ９は第１遮風部５０ａ及び第２遮風部５０ｂにより遮断される。
【０１２８】
次に、第３実施形態１０３の場合と同様に、風Ｗ８（図示せず。図１２（Ａ）参照。）が受風板３３ａ（図示せず。図１２（Ａ）参照。）に当り、風力が初期バネ力を上回ると、回転軸３３ｂ（図示せず。図１２（Ａ）参照。）がｄ９（図示せず。図１２（Ａ）参照。）の方向に回転移動し、ピニオンギヤ３４ａ（図示せず。図１２（Ａ）参照。）が同方向に回転し、ピニオンギヤ３４ａと噛み合っているラック部材３４ｂ（図示せず。図１２（Ａ）参照。）がｄ８（図示せず。図１２（Ａ）参照。）の方向にスライド移動（直線的移動）する。
【０１２９】
また、ラック部材３４ｂのスライド移動は、駆動ロッド３４ｃによって第２遮風部５０ｂに伝達される。これにより、第２遮風部５０ｂは、図１１（Ｂ）に示す方向ｄ８″にスライド移動する。しかし、図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）に示すように、風の風速が所定の駆動限界風速値未満の場合には、第１開口５１ａと第２開口５０ｂとの間に設定された距離差δのため、第１開口５１ａと第２開口５１ｂの重複は発生せず、風Ｗ９は第１遮風部５０ａ及び第２遮風部５０ｂにより遮断される。
【０１３０】
しかし、受風板３３ａに当る風の風速が所定の駆動限界風速値より大きくなると、回転軸３３ｂの回転角度がある値より大きくなるため、駆動ロッド３４ｃの移動量がある値よりも大きくなり、図１４（Ｄ）に示すように、第２遮風部５０ｂの移動量が距離差δを上回るため、第１開口５１ａと第２開口５１ｂの重複が始まるようになり、風は、Ｗ１０のように吹き抜けられるようになる。
【０１３１】
受風板３３ａに当る風の風速がさらに大きくなり、回転軸３３ｂの回転角度がさらに大きくなると、第２遮風部５０ｂの方向ｄ８″への移動量も増大し、図１４（Ｅ）に示すように、第１開口５１ａと第２開口５１ｂは完全に重複し、風Ｗ１１が吹きぬけるようになる。
【０１３２】
その後、風がやむと、コイルバネ３５（図示せず。図１２（Ａ）参照。）の作用により、第２遮風部５０ｂは、ｄ８″の逆方向に直線的に移動して戻り、図１４（Ａ）の状態となって停止する。
【０１３３】
上記のような構成により、第５実施形態の防風装置１０５は、第１実施形態の場合と同様に、風の風速が高い場合には第２遮風部５０ｂの移動量を増大させることにより支柱に作用する風荷重を低減させるとともに、風の風速が低い場合には第２遮風部５０ｂの移動量を低減させることにより第１遮風部５０ａ及び第２遮風部５０ｂの遮風性能を増加させることができる、という利点を有している。
【０１３４】
上記した第３〜５実施形態の防風装置１０３〜１０５は、基本的な構成を同一とし、一部を変化させた実施形態を構成することが可能である。
【０１３５】
例えば、図１５に示す第６実施形態の防風装置１０６のように、第１遮風部６０ａと、第２遮風部６０ｂと、支柱６２ａ及び６２ｂと、駆動力発生部６３と、駆動軸６４と、渦巻バネ６５と、動作緩和器６６を設けて構成してもよい。
【０１３６】
図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、上記した第１遮風部６０ａは、円板状に形成され、同心円の円周に沿って配置される第１開口６１ａを有し、支柱６２ａ及び６２ｂに固定されている。また、第２遮風部６０ｂは、円板状に形成され、同心円の円周に沿って配置される第２開口（図示せず）を有している。第２開口は、第１開口６１ａと重複可能な形状、寸法を有している。第１遮風部６０ａ及び第２遮風部６０ｂの材料は、遮風板１１の場合と同様である。
【０１３７】
支柱６２ａ及び６２ｂは、柱状に形成され、高架橋３００の床版部３０１の側端部３０１ａに、線路進行方向に沿って、所定の間隔で立設されている。支柱６２ａ及び６２ｂの材料は、支柱１２の場合と同様である。
【０１３８】
また、支柱６２ａ、６２ｂは図示しないストッパーを有しており、ストッパーは、第２遮風部６０ｂの背後を支持している。また、第２遮風部６０ｂの中心には、駆動軸６４が取り付けられており、第２遮風部６０ｂは、固定された第１遮風部６０ａに対し、駆動軸６４の中心の周りに回転移動可能な状態で取り付けられている。
【０１３９】
また、図１５（Ｃ）に示すように、駆動力発生部６３は、プロペラ６３ａと回転軸６３ｂを有している。回転軸６３ｂは、円柱状に形成され、中心線の周りに回転可能な状態で支持されている。また、回転軸６３ｂには、その先端部にプロペラ６３ａが取り付けられ、その後端部に動作緩和器６６を介して駆動軸６４が取り付けられている。また、駆動軸６４には、渦巻バネ６５の一端が取り付けられており、渦巻バネ６５の他端は、固定部６３ｃに取り付けられている。渦巻バネ６５の材料、構成、及び作用は、渦巻バネ１５Ａの場合と同様である。また、動作緩和器６６の構成及び作用は、動作緩和器１６の場合と同様である。
【０１４０】
上記のような構成により、第６実施形態の防風装置１０６は、第１実施形態の場合と同様に、風Ｗ１２の風速が高い場合には第２遮風部６０ｂの移動量を増大させることにより支柱６２ａ及び６２ｂに作用する風荷重を低減させるとともに、風Ｗ１２の風速が低い場合には第２遮風部６０ｂの移動量を低減させることにより第１遮風部６０ａ及び第２遮風部６０ｂの遮風性能を確保することができる、という利点を有している。
【０１４１】
上記した第６実施形態の防風装置１０６において、鉄道車両（図示せず）は、防風対象物に相当している。また、支柱６２ａ及び６２ｂは、支持手段に相当している。また、第１遮風部６０ａ及び第２遮風部６０ｂは、遮風手段に相当している。また、駆動力発生部６３は、駆動力発生手段に相当している。また、プロペラ６３ａは、受風手段にも相当している。また、駆動軸６４は、駆動手段に相当している。また、回転軸６３ｂの回転モーメントは、回転駆動力に相当している。また、渦巻バネ６５は、付勢手段に相当している。また、第２遮風部６０ｂの回転移動量は、遮風手段の移動量に相当している。また、動作緩和器６６は、減速手段に相当している。
【０１４２】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１４３】
例えば、上記各実施形態においては、防風対象物として鉄道車両４００を例に挙げて説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の防風対象物、例えば、新交通システム車両、自動車道路における４輪又は２輪の自動車、その他の交通機関の車両、スキーリフト、あるいはロープウェイ等でもよい。要は、防風対象物は、ある駆動限界値（通行規制値）以上の風速の場合に、その運行等が停止されるようなものであれば、どのようなものであってもよいのである。
【０１４４】
また、上記した第１、２実施形態においては、回転軸１３、２３ａ等は、遮風板１１、２１ａ等に固定され、支柱１２、２２の側に回転軸孔１２ａが設けられる例について説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成、例えば、上記とは逆に、回転軸１３等は支柱１２等に固定され、遮風板１１の側に回転軸孔が形成されるように構成してもよい。
【０１４５】
また、上記した第３実施形態においては、駆動力発生部３３を駆動力発生手段とし、駆動部３４を駆動手段とする例について説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成、例えば、駆動力発生部３３と駆動部３４（駆動ロッド３４ｃを除く）を合体した機構を駆動力発生手段とし、駆動ロッド３４ｃを駆動手段とするように構成してもよい。このように構成する場合には、風圧によって駆動力発生手段が発生する駆動力は、直線的駆動力となる。
【０１４６】
また、駆動力発生手段としては、上記した機構のほか、水平型又は鉛直型等の各種の風車、鉛直方向に展開される板状部材に吹き付ける風から板状部材が受ける略水平方向の力をピストン等により取り出す形式の機構などが採用可能である。
【０１４７】
また、支持手段としては、柱状部材のほか、壁状部材、梁状部材、骨組状部材等が採用可能である。
【０１４８】
また、駆動手段は、上記した第３実施形態における駆動部３４、第６実施形態における駆動軸６４の構成には限定されない。本発明における駆動手段は、回転駆動力を直線的駆動力に変換し、又は直線的駆動力を回転駆動力に変換し、又は駆動力発生手段の発生した駆動力の方向を異なる方向へ変換し、又は前記の変換を適宜組み合わせることにより遮風手段を駆動するような機構であれば、どのようなものであってもよく、公知の機構、例えば、歯車機構、リンク機構、カム機構、巻き掛け伝動機構、及びこれらを組み合わせたもの等が含まれる。
【０１４９】
また、付勢手段としては、引張りバネとして用いるコイルバネ、渦巻バネのほか、圧縮バネとして用いるコイルバネ、板バネ、皿バネ、竹の子状バネ等が採用可能である。
【０１５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、支持手段に対し移動可能に取り付けられて風を遮る遮風手段と、駆動力により遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を備えて防風装置を構成したので、風の風速が高い場合には遮風手段の移動量を増大させることにより支持手段に作用する風荷重を低減させることができ、風の風速が低い場合には遮風手段の移動量を低減させることにより遮風手段の遮風性能を増加させることができる、という利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態である防風装置の全体構成を示す図である。
【図３】図２に示す防風装置のさらに詳細な構成を示す斜視図である。
【図４】図２に示す防風装置の作用を説明する図である。
【図５】抗力及び抗力係数を説明する図である。
【図６】本発明の第１実施形態の防風装置における風速と抗力係数及び抗力の関係を説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態の防風装置の変化例の構成を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【図９】図８に示す防風装置のさらに詳細な構成を示す第１の部分拡大図である。
【図１０】図８に示す防風装置のさらに詳細な構成を示す第２の部部拡大図である。
【図１１】本発明の第３実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【図１２】図１１の防風装置における駆動力発生部及び駆動部の構成及び作用を示す図である。
【図１３】本発明の第４実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【図１４】本発明の第５実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【図１５】本発明の第６実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【図１６】従来の防風柵の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１ 駆動力発生手段
２ 駆動手段
３ 遮風手段
４ 支持手段
５ 付勢手段
１１ 遮風板
１１ａ バネ取付箇所
１２ 支柱
１２ａ 回転軸孔
１２ｂ ストッパー
１２ｃ バネ支持突起
１２ｄ バネ支持突起
１３ 回転軸
１３ａ 回転軸の中心
１４ 回転ヒンジ
１５ コイルバネ
１５Ａ 渦巻バネ
１６ 動作緩和器
１６ａ 容器
１６ｂ 回転軸
１６ｃ 羽根
２１ａ〜２１ｃ 遮風板
２２ 支柱
２２ａ１、２２ａ２ 回転軸孔
２２ａ３、２２ａ４ スライド溝
２３ａ、２３ｂ 固定回転軸
２３ｃ、２３ｄ スライド回転軸
２４ａ、２４ｂ 回転ヒンジ
２５ コイルバネ
２６ａ、２６ｂ バネ支持突起
３０ａ 第１遮風部
３０ｂ 第２遮風部
３１ａ 第１開口
３１ｂ 第２開口
３２ａ、３２ｂ 支柱
３２ｃ３、３２ｄ ストッパー
３３ 駆動力発生部
３３ａ 受風板
３３ｂ 回転軸
３４ 駆動部
３４ａ ピニオンギヤ
３４ｂ ラック部材
３４ｃ 駆動ロッド
３４ｄ 支持部材
３４ｅ コロ
３４ｆ ストッパー
３４ｇ バネ取付部
３５ コイルバネ
３６ 動作緩和器
３６ａ 容器
３６ｂ ピストン
３６ｃ ロッド
４４ 間欠ピニオンギヤ
４４ａ 欠歯部
４４ｂ、４４ｃ 歯
５０ａ 第１遮風部
５０ｂ 第２遮風部
５１ａ 第１開口
５１ｂ 第２開口
６０ａ 第１遮風部
６０ｂ 第２遮風部
６１ａ 第１開口
６２ａ、６２ｂ 支柱
６３ 駆動力発生部
６３ａ プロペラ
６３ｂ 回転軸
６３ｃ 固定部
６４ 駆動軸
６５ 渦巻バネ
６６ 動作緩和器
１００〜１０６ 防風装置
２００ 防風柵
３００ 高架橋
３０１ 床版部
３０１ａ 側端部
３０２ 軌道スラブ
３０３ レール
４００ 鉄道車両
Ａ 空気の流れ
ａ１ 風の方向を示す線
ａ２ 遮風板の中心線
Ｃ１ 揚力係数を示すグラフの曲線
Ｃ２ 抗力係数を示すグラフの曲線
Ｃ３ 従来の防風柵の抗力を示すグラフの曲線
Ｃ４ 第１実施形態の防風装置の抗力を示すグラフの曲線
Ｄ 抗力
ｄ１〜ｄ７ 回転移動方向
ｄ８、ｄ８´、ｄ８″ 直線移動方向
ｄ９、ｄ９´ 回転移動方向
Ｆ１ 駆動力
Ｆ２ 弾性力
Ｆ２Ａ 弾性力
Ｆ３ 合力
Ｆ 合力
Ｇ 重心点
Ｌ 揚力
Ｍ 曲げモーメント
Ｐ 板
ｐ１、ｐ２ 圧力
Ｔ 防風対象物
Ｕ１ 移動開始風速値
Ｕ２ 風速値
Ｕａ 運行規制風速値
Ｗ、Ｗ１〜Ｗ１３ 風
α１〜α３ 遮風板の回転角
δ 距離差
θ 迎え角
【発明の属する技術分野】
本発明は、防風対象物の近傍に設置され防風対象物を風から防護する防風装置、及び防風方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道や道路などに沿って設置される防風柵や防雪柵は、風を遮り、防風対象物周辺に弱風域を作り出す施設であり、強風時の車両の走行安全性の確保や、吹き溜まりの発生の防止等を目的とした施設（以下、「風対策施設」という。）である。このような風対策施設の強度は、風圧により施設に作用する力（以下、「風荷重」という。）に基いて決定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した風荷重は、確率的に数十年以上の期間に１回生じるか否かといった稀有な強風、例えば風速５０メートル／秒（ｍ／ｓ）を大きく上回る風等を想定して設定されている。また、一般に、風対策施設の強度を決める設計風速値は、防風対策が必要となり始める風速値よりも２倍以上高い値であることが多い。
【０００４】
このため、例えば、図１６に示すように、鉄道車両４００を風Ｗ１３から防護するため高架橋３００の側端部３０１ａに立設された防風柵２００には、吹き付ける風Ｗ１３の風圧に伴う合力Ｆ３により、その支持部である高架橋側端部３０１ａに、曲げモーメントＭなど、大きな力が作用することとなり、構造部材の材料強度として高強度のものが要求されるほか、構造部材の寸法が大型化する。したがって、防風柵の支持部の構築に当っては、材料費、施工費ともに高価なものとなる、という問題があった。
【０００５】
また、吊り橋、長径間の橋梁等においては、暴風時の風荷重の値が非常に高く、防風柵を設置しようとすると、支持部にかかる設計荷重が大きくなり過ぎ、本体構造物の設計にも不利な影響が生じること、また、風が動的な不安定現象であるため、防風柵に作用する風圧が本体構造物に不測の影響を与えるおそれがあること等の理由から、防風柵の設置が困難になる、という問題もあった。
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、強風時に作用する風圧値を低減させることができる防風装置、及び防風方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る第１の防風装置は、防風対象物の近傍に設置され前記防風対象物を風から防護する防風装置であって、前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を備え、前記遮風手段は前記駆動力発生手段を兼ね、前記遮風手段は互いに回転可能に接続された第１遮風板及び第２遮風板を有し、前記第1遮風板は前記支持手段に対して回転移動可能であり、前記第２遮風板は前記第1遮風板と連動して前記支持手段に対して前記第１遮風板とは逆方向へ回転移動可能であると共に前記支持手段に対して直線移動可能であり、前記風の風速が高い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を増大させることにより前記支持手段に作用する風荷重を低減させるとともに、前記風の風速が低い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を低減させることにより前記遮風手段の遮風性能を増加させることを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る第２の防風装置は、防風対象物の近傍に設置され前記防風対象物を風から防護する防風装置であって、前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を備え、前記遮風手段は、第１開口を有すると共に前記支持手段に固定される第１遮風部と、前記第１開口と重複可能な第２開口を有すると共に前記第１遮風部に対して移動可能な構成で取り付けられる第２遮風部を有し、前記風の風速が高い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を増大させることにより前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を増大させて前記支持手段に作用する風荷重を低減させるとともに、前記風の風速が低い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を低減させることにより前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を低減させて前記遮風手段の遮風性能を増加させることを特徴とする。
【０００８】
上記第１又は第２の防風装置において、好ましくは、前記駆動力発生手段は、受風手段によって受けた風圧により回転駆動力又は直線的駆動力を発生する。
【０００９】
また、上記第２の防風装置において、好ましくは、前記駆動手段は、回転駆動力を直線的駆動力に変換し、又は直線的駆動力を回転駆動力に変換し、又は前記駆動力発生手段の発生した駆動力の方向を異なる方向へ変換し、又は前記の変換を適宜組み合わせることにより前記遮風手段を駆動する。
【００１２】
また、上記第１の防風装置において、好ましくは、前記付勢手段は弾性力を利用して前記第1遮風板及び第２遮風板を元の状態へ付勢する。
【００１４】
また、上記第２の防風装置において、好ましくは、前記駆動手段は、前記風の風速が所定の駆動限界風速値未満の場合には前記遮風手段を移動させず、前記風の風速が所定の駆動限界風速値以上の場合に前記遮風手段を移動させる移動制御手段を備える。
【００１５】
また、上記第２の防風装置において、好ましくは、前記第１開口の位置と前記第２開口の位置の間には、前記風の風速が所定の駆動限界風速値未満の場合には前記第１開口と前記第２開口の重複が発生せず、前記風の風速が所定の駆動限界風速値以上の場合に前記第１開口と前記第２開口の重複が開始されるような距離差が設定される。
【００１６】
また、上記の防風装置において、好ましくは、前記遮風手段が元の状態へ移動する場合に前記遮風手段の移動速度を低減させる減速手段を備える。
【００１７】
また、本発明に係る第１の防風方法は、防風対象物を風から防護する防風方法であって、前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を設け、前記遮風手段は前記駆動力発生手段を兼ね、前記遮風手段は互いに回転移動可能に接続された第１遮風板及び第２遮風板を有し、前記遮風手段は互いに回転移動可能に接続された第１遮風板及び第２遮風板を有し、前記支持手段に対して前記第１遮風板を回転移動させながら、前記第1遮風板と連動して前記支持手段に対して前記第２遮風板を前記第１遮風板とは逆方向へ回転移動させると共に前記支持手段に対して前記第２遮風板を直線移動させ、前記風の風速が高い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を増大させることにより前記支持手段に作用する風荷重を低減させるとともに、前記風の風速が低い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を低減させることにより前記遮風手段の遮風性能を増加させることを特徴とする。
また、本発明に係る第２の防風方法は、防風対象物を風から防護する防風方法であって、前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を設け、前記遮風手段は、第１開口を有し前記支持手段に固定される第１遮風部と、前記第１開口と重複可能な第２開口を有し前記第１遮風部に対して移動可能な構成で取り付けられる第２遮風部を有し、前記第１遮風部に対して前記第２遮風部を移動させ、前記風の風速が高い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を増大させることにより、前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を増大させて前記支持手段に作用する風荷重を低減させ、前記風の風速が低い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を低減させることにより、前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を低減させて前記遮風手段の遮風性能を増加させることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の原理を説明する。図１は、本発明の原理を説明する概念図である。図１に示すように、本発明の防風装置１００は、防風対象物Ｔの近傍に設置され、防風対象物Ｔを風Ｗから防護する装置であり、駆動力発生手１と、駆動手段２と、遮風手段３と、支持手段４と、付勢手段５を備えて構成されている。
【００１９】
上記の駆動力発生手段１は、風Ｗを受け、風Ｗの圧力を利用して駆動力Ｆ１を発生する。駆動力発生手段１は、板状などに形成され、風Ｗの力を受け止めやすい受風手段（図示せず）を有している。
【００２０】
また、支持手段４は、防風対象物Ｔの近傍に設置される。遮風手段３は、板状に構成され、支持手段４に対して移動可能に取り付けられ、風Ｗを遮り、防風対象物Ｔを風Ｗから防護する。
【００２１】
駆動手段２は、伝動機構を有し、駆動力Ｆ１を利用することにより、遮風手段３を第１方向に移動させる。また、付勢手段５は、弾性材料等からなり、弾性力Ｆ２を利用することにより、遮風手段３を、第１方向とは逆の第２方向に付勢する。
【００２２】
本発明は、上記のような各手段について、風Ｗの風速が高い場合には、遮風手段３の第１方向への移動量を増大するように構成し、遮風手段３の第１方向への移動量が大きな場合には支持手段４に作用する風荷重が小さくなるように構成する。逆に、風Ｗの風速が低い場合には、遮風手段３の第１方向への移動量が減少するように構成し、遮風手段３の第１方向への移動量が小さい場合には、遮風手段３の遮風性能を増加させるように構成する。
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（１）第１実施形態
図２は、本発明の第１実施形態である防風装置の全体構成を示す図である。図２において、図２（Ａ）は鉄道線路の方向に見た正面図を、図２（Ｂ）は上方から見た平面図を、それぞれ示している。また、図３は、図２に示す防風装置のさらに詳細な構成を示す斜視図である。
【００２５】
図２、３に示すように、第１実施形態の防風装置１０１は、鉄道車両４００を防風対象物とする防風装置であり、複数の遮風板１１と、支柱１２と、回転軸１３と、コイルバネ１５を備えている。
【００２６】
支柱１２は、柱状に形成され、高架橋３００の床版部３０１の側端部３０１ａに、線路進行方向に沿って、所定の間隔で立設されている。支柱１２の材料としては、鋼、アルミニウム等の金属、アルミニウム合金等の合金、繊維強化金属（ＦＲＭ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｍｅｔａｌ）等を含む金属系材料などが用いられる。図２において、符号３０２は軌道スラブを、符号３０３はレールを、それぞれ示している。
【００２７】
遮風板１１は、板状に形成され、２つの支柱１２、１２の間に収容可能な寸法を有している。遮風板１１の材料としては、鋼、アルミニウム等の金属、アルミニウム合金等の合金、繊維強化金属（ＦＲＭ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｍｅｔａｌ）等を含む金属系材料、プラスチックス、繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等を含む合成樹脂系材料、木材、木片集成材、木質チップ集成材等を含む木材系材料などが用いられる。
【００２８】
遮風板１１の両側部の上方には、円柱状の回転軸１３が突出するように取り付けられている。一方、支柱１２の側部の上方には、円柱状の凹部である回転軸孔１２ａが形成されている。そして、２つの支柱１２、１２の各々の回転軸孔１２ａ、１２ａの中に、遮風板１１の両側の回転軸１３、１３がそれぞれ挿入され嵌合している。回転軸孔１２ａの内径は、回転軸１３の外径よりも大きな値に設定されている。このような構成により、遮風板１１は、回転軸孔１２ａ（又は回転軸１３）の中心線を回転の中心軸として回転移動可能な構成となっている。
【００２９】
また、遮風板１１において、鉄道線路に対して外側となる側（図１（Ａ）における左側）の下方の箇所１１ａ（図２参照）には、コイルバネ１５の一端が取り付けられている。また、支柱１２には、バネ支持突起１２ｃが設けられている。バネ支持突起１２ｃの先端は円柱状となっており、円筒状の回転ヒンジ１４が回転可能な状態で嵌合している。また、回転ヒンジ１４には、コイルバネ１５の他端が取り付けられている。コイルバネ１５は、伸び変形を加えると縮む方向に弾性力を発生する、いわゆる引張バネである。コイルバネ１５において、弾性力を、そのときの伸び変形で除した値を、「バネ定数」という。コイルバネ１５の材料としては、バネ用鋼材等の金属材料、ガラス繊維強化プラスチックス（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチックス等の弾性材料が用いられる。
【００３０】
また、支柱１２には、ストッパー１２ｂが取り付けられており、遮風板１１のコイルバネ１５が取り付けられている側の面を押さえ付け、係止可能な構成となっている。
【００３１】
次に、図４を参照しつつ、上記した第１実施形態の防風装置１０１の作用について説明する。引張バネであるコイルバネ１５は、図４（Ａ）の状態では、所定の長さだけ伸ばした状態（所定の初期バネ力で引っ張った状態）となっている。したがって、風が吹いていない状態では、コイルバネ１５が、遮風板１１を図４（Ａ）の左方向に引張った状態となっており、遮風板１１は、ストッパー１２ｂに押し付けられた状態となっている。
【００３２】
次に、図４（Ｂ）に示すように、線路の外側となる図４（Ｂ）の左側（図１（Ａ）における左側）から風Ｗ１が吹くと、風Ｗ１による風圧が遮風板１１に加えられる。コイルバネ１５は、図４（Ａ）の状態では、初期バネ力で引っ張った状態となっており、回転軸１３の中心１３ａに関する初期バネ力のモーメント（遮風板１１を回転方向ｄ１の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「初期バネ力モーメント」という。）が、風Ｗ１の風圧による力の回転中心１３ａに関するモーメント（遮風板１１を回転方向ｄ１へ回転させようとするモーメント。以下、「風力モーメント」という。）より大きい期間中は、遮風板１１は動かない。
【００３３】
その後、風Ｗ１の風速が大きくなり、風圧が強くなると、ある風速値（以下、「移動開始風速値」という。）において、風力モーメントが初期バネ力モーメントと等しくなる。風Ｗ１の風速が移動開始風速値より大きくなると、遮風板１１は、回転軸１３の中心１３ａを回転の中心としてｄ１の方向に回転移動を開始し、これに伴い、コイルバネ１５が遮風板１１に引張られて伸び始める。コイルバネ１５は、伸びに比例した弾性力Ｆ２Ａを発生する。この弾性力Ｆ２Ａは、コイルバネ１５を縮ませる方向に働く。したがって、コイルバネ１５は、遮風板１１を、ｄ１の逆方向に付勢していることになる。
【００３４】
そして、回転軸１３の中心１３ａに関する弾性力Ｆ２Ａのモーメント（遮風板１１を回転方向ｄ１の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「弾性力モーメント」という。）が、風力モーメントと等しくなった回転角α１で、遮風板１１の回転は停止する。回転角α１の状態では、風Ｗ１の方向線ａ１に対する遮風板１１の中心線ａ２のなす角度はθ（以下、「迎え角」という。）となっている。図４（Ｂ）において、α１＋θ＝９０°となっている。
【００３５】
第１実施形態の防風装置１０１においては、風Ｗ１の風速が上記より大きくなれば、風圧がさらに強くなり、遮風板１１の回転角α１は大きくなり、α１の余角である迎え角θは小さくなる。その後、風がやむと、コイルバネ１５の作用により、遮風板１１は、ｄ１の逆方向に回転して戻り、ストッパー１２ｂに押し付けられて停止する。
【００３６】
次に、図４（Ｂ）において、風Ｗ１の風圧が遮風板１１に及ぼす力について説明する。図５（Ａ）に示すように、空気の流れＡに対して迎え角θとなるように配置された板Ｐの上面と下面には、図に示すような空気の圧力ｐ１、ｐ２が発生する。これにより、板Ｐの重心点Ｇには、板Ｐを鉛直上方に押し上げる力（以下、「揚力」という。）Ｌと、板Ｐを風下側に押す力（以下、「抗力」という。）Ｄが発生する。
【００３７】
ここで、長さをｍ（メートル）とし、時間をｓ（秒）とし、空気の密度をρ（ｋｇ×ｓ2／ｍ4）とし、空気の流れＡの速度をＵ（ｍ／ｓ）とし、板Ｐの面積をＳ（ｍ2）とすると、上記の揚力Ｌ（ｋｇ）は、下式（１）
Ｌ＝（１／２）×ρ×Ｕ2×Ｓ×ＣL ………（１）
で表される。
【００３８】
また、抗力Ｄ（ｋｇ）は、下式（２）
Ｌ＝（１／２）×ρ×Ｕ2×Ｓ×ＣD ………（２）
で表される。
【００３９】
上式（１）、（２）において、板Ｐの面積Ｓは、水平面又は鉛直面への投影面積ではなく、実際の面積（板Ｐの上面又は下面に対して垂直に見た場合の面積）とする。また、ＣLは無次元量であり揚力係数と呼び、ＣDも無次元量であり抗力係数と呼ぶものとする。
【００４０】
上記した揚力Ｌ又は抗力Ｄを、国際単位系（ＳＩ）で表す場合は、上式（１）で算出されるＬ又はＤの値に９．８０６６５を乗じる。この場合の揚力又は抗力の単位は、ニュートン（Ｎ）である。
【００４１】
図５（Ｂ）におけるグラフ曲線Ｃ１は、迎え角θと揚力係数ＣLの関係を示したものである。揚力係数ＣLのグラフ曲線Ｃ１から、以下のことがわかる。まず、迎え角θが大きい場合、例えば図４（Ａ）の場合（迎え角θ＝９０°）には、揚力係数ＣLは非常に小さく、零に近い。次に、迎え角θが９０°から減少してくると、例えば図４（Ｂ）の場合（迎え角θ：０°＜θ＜９０°）には、揚力係数ＣLは増大し、迎え角θが約１７°の場合に最大となり、迎え角θが約１７°よりも減少すると、揚力係数ＣLも減少していく。
【００４２】
揚力Ｌは、図５（Ａ）に示すように、鉛直上方へ向かう力である。この揚力Ｌが高架橋３００の側端部３０１ａ（図２（Ａ）参照）に与える効果は、遮風板１１の自重により低減され、さらに支柱１２の自重や高架橋３００の側端部３０１ａの自重によっても低減される。したがって、迎え角θの変化により揚力Ｌが若干増大したとしても、高架橋３００に対し重大な影響を及ぼすことはない。
【００４３】
一方、図５（Ｂ）におけるグラフ曲線Ｃ２は、迎え角θと抗力係数ＣDの関係を示したものである。抗力係数ＣDのグラフ曲線Ｃ２から、以下のことがわかる。まず、迎え角θが大きい場合、例えば図４（Ａ）の場合（迎え角θ＝９０°）には、抗力係数ＣDは値１．０（図示せず）となっている。次に、迎え角θが９０°から減少してくると、例えば図４（Ｂ）の場合（迎え角θ：０°＜θ＜９０°）には、グラフ曲線Ｃ２に示すように抗力係数ＣDは減少していく。
【００４４】
抗力Ｄは、図５（Ａ）に示すように、風の風下側へ向かう方向への力である。また、通常の防風柵のように、遮風板が支柱に固定されている場合には、迎え角θが一定であり、上式（２）より、風速値Ｕが増大すれば、風速値Ｕの二乗に比例して急激に増大する。したがって、従来の防風柵では、図１６に示すように、風Ｗ１３の風圧に伴う合力Ｆ３により、防風柵２００の支持部である高架橋側端部３０１ａに、大きな曲げモーメントＭが作用し、高架橋３００の設計上の問題点となっていた。
【００４５】
しかし、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、図４（Ｂ）に示すように、風力モーメントが初期バネ力モーメントを上回るような（移動開始風速値よりも大きな値の）風Ｗ１が吹けば、遮風板１１はｄ１の方向に回転し、回転角がα１となるため、迎え角θは９０°から減少していく。また、風Ｗ１の風速がさらに速くなれば、風圧がさらに強くなり、遮風板１１はｄ１の方向にさらに大きく回転するため、回転角α１はさらに増大し迎え角θはさらに減少する。すなわち、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、移動開始風速値を越えて風速値が高くなればなるほど回転角α１が増大し迎え角θが減少するように構成されている。
【００４６】
このことと、図５（Ｂ）における抗力Ｄを示すグラフ曲線Ｃ２の「迎え角θが小さくなればなるほど抗力係数ＣDが減少する」という傾向から、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、図６（Ａ）に示すように、風速値Ｕが、移動開始風速値Ｕ１を越えて大きくなればなるほど抗力係数ＣDが減少するように構成されていることがわかる。
【００４７】
したがって、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、図６（Ｂ）のグラフ曲線Ｃ４に示すように、風速値Ｕが、移動開始風速値Ｕ１と等しくなるまでの期間中は、抗力Ｄは、風速値Ｕの二乗に比例して増大する従来の防風柵の場合の抗力曲線Ｃ３と同じ曲線上にある。しかし、風速値Ｕが、移動開始風速値Ｕ１を越えると、抗力曲線Ｃ４は従来の抗力曲線Ｃ３より下回るようになり、ある風速値Ｕ２からは、従来の抗力曲線Ｃ３から大きく離れて下回るようになる。
【００４８】
このことは、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、図１６における風圧に伴う合力Ｆ３が、風速値の増大に伴って減少することを意味する。したがって、本発明の第１実施形態の防風装置１０１においては、風Ｗ１の風速が高い場合には、遮風板１１の回転角α１が増大し迎え角θが減少するため、防風装置１０１の支柱１２に作用する風荷重が低減され、防風装置１０１が設置される高架橋側端部３０１ａに作用する曲げモーメントＭ等の力が減少することになる。
【００４９】
一方、風Ｗ１が遮風板１１に吹き付け、遮風板１１が図４（Ｂ）に示すように傾斜すると、遮風板１１の下端付近から、風Ｗ１が防風装置１０１から線路内に入り込み、鉄道車両４００にも吹き付けることになる。このため、本発明の第１実施形態の防風装置１０１の抗力曲線Ｃ４が従来の防風柵等の抗力曲線Ｃ３より下回るということは、鉄道車両４００を風から防護する性能（以下、「遮風性能」という。）が低下する、ということも意味する。
【００５０】
しかし、鉄道や道路等の交通機関においては、風対策施設を設置しているものの、暴風時には、車両の浮上、脱線等のおそれがあるため、風速値に応じて車両の運転や走行に規制を設けている。例えば、鉄道会社においては、風速値が２０〜２５ｍ／ｓ以上となった場合には速度を制限して徐行させ、風速値が２５〜３０ｍ／ｓ以上となった場合には鉄道車両の運転自体を停止させること（以下、「運行規制」という。）を行うように規定されている。自動車道路（例えば高速自動車道路）の場合も、走行する自動車について同様な運行規制が行われている。
【００５１】
したがって、風速が非常に高い暴風時で、かつ運行規制が実施される場合には、鉄道車両や自動車等の運転が停止されているので、遮風性能が若干低下しても、交通への問題は少ない、と考えられる。このことから、本発明の第１実施形態の防風装置１０１において、コイルバネ１５の初期バネ力と、バネ定数を適宜に設定することにより、図６（Ｂ）において、風速値Ｕ２よりも低い風速値Ｕａが上記の運行規制風速値（例えば、風速値＝２５〜３０ｍ／ｓ）となるように構成することができる。
【００５２】
上記のように構成することにより、第１実施形態の防風装置１０１は、以下のような利点を有している。
【００５３】
ａ）図６（Ｂ）において、風の風速値ＵがＵａより大きい場合は、防風装置１０１の支柱１２に作用する風荷重を従来よりも低減させることができるので、交通施設構造物等に与える影響を減少させ、材料費、施工費等のコストを抑制することができる。
【００５４】
ｂ）図６（Ｂ）において、風の風速値Ｕが零からＵａまでの間は、従来とほぼ同等の遮風性能を発揮させることが可能となり、鉄道車両４００を従来の防風柵等と同様に風から防護することができる。すなわち、風の風速値Ｕが零からＵａまでの間は、風の風速値ＵがＵａより大きい場合に比べ、遮風性能が増加している。
【００５５】
ｃ）各種の交通施設構造物等に防風装置を設置することが容易になる。
【００５６】
上記した第１実施形態の防風装置１０１は、基本的な構成を同一とし、一部を変化させた変化例を構成することが可能である。
【００５７】
上記した第１実施形態の防風装置１０１においては、遮風板１１をｄ１の逆方向に付勢する部材として、コイルバネ１５を用いたが、これは、他の部材を用いてもよい。例えば、図７（Ａ）に示す防風装置１０１Ａのように、コイルバネ１５のかわりに、渦巻バネ１５Ａを用いてもよい。すなわち、支柱１２にバネ支持突起１２ｄを取り付け、バネ支持突起１２ｄに渦巻バネ１５Ａの一端を取り付け、回転軸１３に渦巻バネ１５Ａの他端を取り付ける。
【００５８】
渦巻バネ１５Ａは、コイルバネ１５と同様の材料からなり、側面形状が渦巻き型に形成されたバネであり、ゼンマイバネとも呼ばれ、例えば、細長い帯状の薄板から作製される。渦巻バネ１５Ａは、回転軸１３を回転させた場合に、部材に曲げ変形が発生し、これに伴い、バネ全体を逆方向に回転させるような弾性力が発生することを利用したものである。この防風装置１０１Ａの場合にも、第１実施形態の防風装置１０１と同様の作用、利点を発揮させることができる。
【００５９】
また、上記した第１実施形態の防風装置１０１のように、回転軸孔１２ａの中に回転軸１３を挿入し回転可能な状態とするかわりに、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示す動作緩和器１６を支柱１２に固定し、動作緩和器１６の回転軸１６ｂに回転軸１３を取り付けるようにしてもよい。
【００６０】
図７（Ｂ）は動作緩和器１６の斜視図を、図７（Ｃ）は動作緩和器１６の横断面図を、それぞれ示している。この動作緩和器１６は、容器１６ａと、回転軸１６ｂと、複数の羽根１６ｃを有している。容器１６ａは、中空で両端が閉塞された円筒状に形成されている。また、回転軸１６ｂは、円柱状に形成され、容器１６ａ内に挿入されるとともに、中心線の周りに回転可能な構成となっている。また、容器１６ａの内部の回転軸１６ｂには、その外周部に複数の羽根１６ｃが取り付けられている。羽根１６ｃは、図７（Ｃ）に示すように、湾曲している。また、容器１６ａ内には、シリコーンオイル等の粘性を有する流体（図示せず）が収容されている。
【００６１】
上記のような構成により、回転軸１６ｂを回転させる場合には、羽根１６ｃが内部の粘性流体をかき回すため、粘性流体からの抵抗を受け、回転軸１６ｂの回転速度が緩和され、回転軸１６ｂはゆっくりと回転する。その場合、図７（Ｃ）に示す方向ｄ２に回転させる場合には、粘性流体に対する抵抗が小さいため比較的速く回転するが、図７（Ｃ）に示す方向ｄ３に回転させる場合には、粘性流体に対する抵抗が大きいため、方向ｄ２の場合よりも遅く回転することになる。
【００６２】
したがって、図４（Ｂ）において、遮風板１１が風Ｗ１によって移動する方向ｄ１を、図７に示す方向ｄ２と合致させ、遮風板１１がコイルバネ１５によって戻る方向（ｄ１の反対方向）を、図７に示す方向ｄ３と合致させておけば、図４（Ｂ）における風Ｗ１が微小時間だけ弱まっても、遮風板１１が即座に元の方向に戻ることがないため、遮風板１１のバタツキ等を防止することができる。
【００６３】
上記した第１実施形態の防風装置１０１、１０１Ａ等において、鉄道車両４００は、防風対象物に相当している。また、支柱１２は、支持手段に相当している。また、遮風板１１は、遮風手段に相当するとともに、駆動力発生手段を兼ねている。また、遮風板１１は、受風手段にも相当している。また、回転軸１３と回転軸孔１２ａは、駆動手段に相当している。また、方向ｄ１は、第１方向に相当している。また、方向ｄ１の逆方向は、第２方向に相当している。また、風力モーメントは、回転駆動力に相当している。また、コイルバネ１５、又は渦巻バネ１５Ａは、付勢手段に相当している。また、遮風板１１の回転角α１は、遮風手段の移動量に相当している。また、動作緩和器１６は、減速手段に相当している。
【００６４】
（２）第２実施形態
本発明は、他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第２実施形態について説明する。図８は、本発明の第２実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。図８は、鉄道線路の方向に見た正面図である。また、図９及び図１０は、図８に示す防風装置のさらに詳細な構成を示した部分拡大図である。
【００６５】
図８に示すように、第２実施形態の防風装置１０２は、支柱２２と、遮風板２１ａ及び２１ｂ及び２１ｃ及び２１ｄと、コイルバネ２５を備えて構成されている。
【００６６】
支柱２２は、柱状に形成され、高架橋３００の床版部３０１の側端部３０１ａに、線路進行方向に沿って、所定の間隔で立設されている。支柱２２の材料は、支柱１２の場合と同様である。
【００６７】
遮風板２１ａ及び２１ｂ及び２１ｃ及び２１ｄは、板状に形成され、２つの支柱２２、２２の間に収容可能な寸法を有している。遮風板２１ａ及び２１ｂ及び２１ｃ及び２１ｄの材料は、遮風板１１の場合と同様である。
【００６８】
また、図９に示すように、最下部の遮風板２１ａの両側部の上方には、円柱状の固定回転軸２３ａが突出するように取り付けられている。一方、支柱２２の側部の下方には、円柱状の凹部である回転軸孔２２ａ１が形成されている。そして、２つの支柱２２、２２の各々の回転軸孔２２ａ１、２２ａ１の中に、遮風板２１ａの両側の固定回転軸２３ａ、２３ａがそれぞれ挿入され嵌合している。回転軸孔２２ａ１の内径は、固定回転軸２３ａの外径よりも大きな値に設定されている。このような構成により、遮風板２１ａは、回転軸孔２２ａ１（又は固定回転軸２３ａ）の中心線を回転の中心軸として回転移動可能な構成となっている。
【００６９】
また、図９に示すように、下から２番目の遮風板２１ｂの両側部の下方には、円柱状のスライド回転軸２３ｃが突出するように取り付けられている。一方、支柱２２の側部の中段下方には、鉛直方向に延びる直線状の凹部であるスライド溝２２ａ３が形成されている。そして、２つの支柱２２、２２の各々のスライド溝２２ａ３、２２ａ３の中に、遮風板２１ａの両側のスライド回転軸２３ｃ、２３ｃがそれぞれ挿入され嵌合している。スライド溝２２ａ３の溝幅は、スライド回転軸２３ｃの外径よりも大きな値に設定されている。このような構成により、遮風板２１ｂは、スライド回転軸２３ｃの中心線を回転の中心軸として回転移動可能であるとともに、スライド回転軸２３ｃは、スライド溝２２ａ３に沿って鉛直上方又は鉛直下方へ直線的に移動可能な構成となっている。
【００７０】
また、図９に示すように、最下部の遮風板２１ａの上端と、下から２番目の遮風板２１ｂの下端は、回転ヒンジ２４ａによって接続されている。このような構成により、遮風板２１ａと２１ｂは、回転ヒンジ２４ａの中心線を回転の中心軸として相互に回転移動可能な構成となっている。
【００７１】
また、図１０に示すように、最上部の遮風板２１ｄの両側部の下方には、円柱状の固定回転軸２３ｂが突出するように取り付けられている。一方、支柱２２の側部の上方には、円柱状の凹部である回転軸孔２２ａ２が形成されている。そして、２つの支柱２２、２２の各々の回転軸孔２２ａ２、２２ａ２の中に、遮風板２１ｄの両側の固定回転軸２３ｂ、２３ｂがそれぞれ挿入され嵌合している。回転軸孔２２ａ２の内径は、固定回転軸２３ｂの外径よりも大きな値に設定されている。このような構成により、遮風板２１ｄは、回転軸孔２２ａ２（又は固定回転軸２３ｂ）の中心線を回転の中心軸として回転移動可能な構成となっている。
【００７２】
また、図１０に示すように、上から２番目の遮風板２１ｃの両側部の上方には、円柱状のスライド回転軸２３ｄが突出するように取り付けられている。一方、支柱２２の側部の中段上方には、鉛直方向に延びる直線状の凹部であるスライド溝２２ａ４が形成されている。そして、２つの支柱２２、２２の各々のスライド溝２２ａ４、２２ａ４の中に、遮風板２１ｃの両側のスライド回転軸２３ｄ、２３ｄがそれぞれ挿入され嵌合している。スライド溝２２ａ４の溝幅は、スライド回転軸２３ｄの外径よりも大きな値に設定されている。このような構成により、遮風板２１ｃは、スライド回転軸２３ｄの中心線を回転の中心軸として回転移動可能であるとともに、スライド回転軸２３ｄは、スライド溝２２ａ４に沿って鉛直上方又は鉛直下方へ直線的に移動可能な構成となっている。
【００７３】
また、図１０に示すように、最上部の遮風板２１ｄの下端と、上から２番目の遮風板２１ｃの上端は、回転ヒンジ２４ｂによって接続されている。このような構成により、遮風板２１ｄと２１ｃは、回転ヒンジ２４ｂの中心線を回転の中心軸として相互に回転移動可能な構成となっている。
【００７４】
また、遮風板２１ｂにおいて、鉄道線路に対して内側となる側（図８（Ａ）における右側）の適宜箇所にはバネ支持突起２６ａが設けられ、このバネ支持突起２６ａには、コイルバネ２５の一端が取り付けられている。また、遮風板２１ｃにおいて、鉄道線路に対して内側となる側（図８（Ａ）における右側）の適宜箇所にはバネ支持突起２６ｂが設けられ、このバネ支持突起２６ｂには、コイルバネ２５の他端が取り付けられている。
【００７５】
コイルバネ２５は、伸び変形を加えると縮む方向に弾性力を発生する、いわゆる引張バネである。コイルバネ２５において、弾性力を、そのときの伸び変形で除した値を、「バネ定数」という。コイルバネ２５の材料は、コイルバネ１５の場合と同様である。
【００７６】
次に、図８を参照しつつ、上記した第２実施形態の防風装置１０２の作用について説明する。引張バネであるコイルバネ２５は、風が吹いていない状態では、所定の長さだけ伸ばした状態（所定の初期バネ力で引っ張った状態）となっている。したがって、風が吹いていない状態では、コイルバネ２５は、遮風板２１ｂの裏のバネ支持突起２６ａと、遮風板２１ｃの裏のバネ支持突起２６ｂを、初期バネ力により、図８（Ａ）の上下方向に引張った状態となっている。これにより、遮風板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、図８（Ａ）に示すように、風に対して垂直な状態を維持し、動かない。
【００７７】
次に、図８（Ａ）に示すように、線路の外側となる図８（Ｂ）の左側から、風Ｗ２が吹くと、風Ｗ２による風圧が遮風板２１ａ〜２１ｄに加えられる。コイルバネ２５は、図８（Ａ）の状態では、初期バネ力の１／２の力（以下、「初期設定力」という。）でバネ支持突起２６ａを引っ張った状態となっており、スライド回転軸２３ｃの中心に関する初期設定力のモーメント（遮風板２１ｂを回転方向ｄ４の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「初期設定力モーメント」という。）が、風Ｗ２の風圧による力のスライド回転軸２３ｃの中心に関するモーメント（遮風板２１ｂを回転方向ｄ４へ回転させようとするモーメント。以下、「風力モーメント」という。）より大きい期間中は、遮風板２１ｂは動かない。
【００７８】
同様に、コイルバネ２５は、図８（Ａ）の状態では、初期バネ力の１／２の力（以下、「初期設定力」という。）でバネ支持突起２６ｂを引っ張った状態となっており、スライド回転軸２３ｄの中心に関する初期設定力のモーメント（遮風板２１ｃを回転方向ｄ６の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「初期設定力モーメント」という。）が、風Ｗ２の風圧による力のスライド回転軸２３ｄの中心に関するモーメント（遮風板２１ｃを回転方向ｄ６へ回転させようとするモーメント。以下、「風力モーメント」という。）より大きい期間中は、遮風板２１ｃは動かない。
【００７９】
その後、風Ｗ３に示すように、風速が大きくなり、風圧が強くなると、ある風速値（以下、「移動開始風速値」という。）において、風力モーメントが初期設定力モーメントと等しくなる。その後、風Ｗ３の風速が移動開始風速値より大きくなり、風力モーメントが初期設定力モーメントより大きくなると、遮風板２１ｂは、スライド回転軸２３ｃの中心を回転の中心としてｄ４の方向に回転移動を開始するとともに、スライド溝２２ａ３に沿って鉛直下方へ向かう直線的移動を開始する。また、この際、同時に、遮風板２１ａも、不動回転軸２３ａの中心を回転の中心としてｄ５の方向に回転移動を開始する。
【００８０】
同様にして、風Ｗ３の風速が移動開始風速値より大きくなり、風力モーメントが初期設定力モーメントより大きくなると、遮風板２１ｃは、スライド回転軸２３ｄの中心を回転の中心としてｄ６の方向に回転移動を開始するとともに、スライド溝２２ａ４に沿って鉛直上方へ向かう直線的移動を開始する。また、この際、同時に、遮風板２１ｄも、不動回転軸２３ｂの中心を回転の中心としてｄ７の方向に回転移動を開始する。
【００８１】
これらの動きに伴い、コイルバネ２５が遮風板２１ｂと遮風板２１ｃに引張られて伸び始める。コイルバネ２５は、伸びに比例した弾性力を発生する。この弾性力は、コイルバネ２５を縮ませる方向に働く。
【００８２】
また、遮風板２１ａと遮風板２１ｂは、回転ヒンジ２４ａとスライド回転軸２３ｃとスライド溝２２ａ３により互いに連動するように構成されており、遮風板２１ｂがｄ４の方向に回転移動すると、遮風板２１ａはｄ５の方向に回転移動するようになっている。また、この場合、回転移動方向ｄ４とｄ５は逆方向となっている。
【００８３】
また、遮風板２１ｃと遮風板２１ｄは、回転ヒンジ２４ｂとスライド回転軸２３ｄとスライド溝２２ａ４により互いに連動するように構成されており、遮風板２１ｃがｄ６の方向に回転移動すると、遮風板２１ｄはｄ７の方向に回転移動するようになっている。また、この場合、回転移動方向ｄ６とｄ７は逆方向となっている。
【００８４】
したがって、コイルバネ２５は、遮風板２１ｂをｄ４の逆方向に付勢するとともに、遮風板２１ａをｄ５の逆方向に付勢していることになる。同様にして、コイルバネ２５は、遮風板２１ｃをｄ６の逆方向に付勢するとともに、遮風板２１ｄをｄ７の逆方向に付勢していることになる。
【００８５】
そして、スライド回転軸２３ｃの中心に関するコイルバネ２５の弾性力のモーメント（遮風板２１ｂを回転方向ｄ４の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「弾性力モーメント」という。）が、風力モーメントと等しくなった回転角α２の位置で、遮風板２１ｂの回転は停止する。この動きに連動して、遮風板２１ａの回転も、回転角α２の位置で停止する。
【００８６】
同様にして、スライド回転軸２３ｄの中心に関するコイルバネ２５の弾性力のモーメント（遮風板２１ｃを回転方向ｄ６の逆方向へ回転させようとするモーメント。以下、「弾性力モーメント」という。）が、風力モーメントと等しくなった回転角α３の位置で、遮風板２１ｃの回転は停止する。この動きに連動して、遮風板２１ｄの回転も、回転角α３の位置で停止する。ここに、回転角α２とα３の絶対値は、等しい角度となる。
【００８７】
したがって、遮風板２１ａと遮風板２１ｃの迎え角は（９０°−α２）となり正の値となるが、遮風板２１ｂと遮風板２１ｄの迎え角は（α２−９０°）となり負の値となる。
【００８８】
第２実施形態の防風装置１０２においては、風の風速が上記より大きくなってＷ４のようになれば、風圧がさらに強くなり、遮風板２１ａ等の回転角α２は大きくなり、α２の余角である迎え角は小さくなる。その後、風がやむと、コイルバネ２５の作用により、遮風板２１ａ等は、それぞれ逆方向に回転して戻り、図８（Ａ）の状態となって停止する。
【００８９】
上記のように構成することにより、第２実施形態の防風装置１０２は、第１実施形態の場合と同様に、風の風速が高い場合には遮風板２１ａ等の移動量を増大させることにより支柱２２に作用する風荷重を低減させるとともに、風の風速が低い場合には遮風板２１ａ等の移動量を低減させることにより遮風板２１ａ等の遮風性能を増加させることができる、という利点を有している。また、さらに、下記の利点を有している。
【００９０】
ｄ）遮風板２１ｂの迎え角は、遮風板２１ａの迎え角と絶対値が等しく正負の極性が逆であり、遮風板２１ｃの迎え角は、遮風板２１ｄの迎え角と絶対値が等しく正負の極性が逆である。このため、遮風板２１ａに発生する上向きの揚力は、遮風板２１ｂに発生する下向きの揚力（負の揚力）によって相殺され、遮風板２１ｃに発生する上向きの揚力は、遮風板２１ｄに発生する下向きの揚力（負の揚力）によって相殺される。したがって、風が不安定に大きく変化しても、支柱２２には鉛直上下方向の力は作用せず、支柱２２の基礎部である高架橋側端部３０１ａに、不測の大きな上下方向力が作用することはない。
【００９１】
なお、上記した第２実施形態の防風装置１０２に、第１実施形態におけるストッパー１２ｂと同様の機能を有する部材を設けてもよい。このように構成すれば、遮風板２１ａ等が図８に示す状態とは逆の方向に移動してコイルバネ２５に不測の変形等を与え破損等の事態が発生するといったおそれをなくすことができる。
【００９２】
上記した第２実施形態の防風装置１０２において、鉄道車両（図示せず）は、防風対象物に相当している。また、支柱２２は、支持手段に相当している。また、遮風板２１ａ〜２１ｄは、遮風手段に相当するとともに、駆動力発生手段を兼ねている。また、遮風板２１ａ〜２１ｄは、受風手段にも相当している。また、遮風板２１ａ〜２１ｄは、第１遮風板、又は第２遮風板に相当している。また、不動回転軸２３ａと回転軸孔２２ａ１、不動回転軸２３ｂと回転軸孔２２ａ２、スライド回転軸２３ｃとスライド溝２２ａ３、スライド回転軸２３ｄとスライド溝２２ａ４は、それぞれ駆動手段に相当している。
【００９３】
また、方向ｄ４は第１方向に相当し、方向ｄ４の逆方向は第２方向に相当している。また、方向ｄ５は第１方向に相当し、方向ｄ５の逆方向は第２方向に相当している。また、方向ｄ６は第１方向に相当し、方向ｄ６の逆方向は第２方向に相当している。また、方向ｄ７は第１方向に相当し、方向ｄ７の逆方向は第２方向に相当している。また、方向ｄ４は、第３方向に相当し、方向ｄ５は第４方向に相当している。あるいは、方向ｄ５は、第３方向に相当し、方向ｄ４は第４方向に相当している。また、方向ｄ６は、第３方向に相当し、方向ｄ７は第４方向に相当している。あるいは、方向ｄ７は、第３方向に相当し、方向ｄ６は第４方向に相当している。
【００９４】
また、風力モーメントは、回転駆動力に相当している。また、コイルバネ２５は、付勢手段に相当している。また、遮風板２１ａ等の回転角α２は、遮風手段の移動量に相当している。
【００９５】
（３）第３実施形態
本発明は、さらに他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１１は、本発明の第３実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。図１１において、図１１（Ａ）は一部の斜視図を、図１１（Ｂ）〜図１１（Ｄ）は第３実施形態の防風装置の作用を、それぞれ示している。また、図１２は、図１１の防風装置における駆動力発生部及び駆動部の構成及び作用を示す図である。
【００９６】
図１１、１２に示すように、この防風装置１０３は、第１遮風部３０ａと、第２遮風部３０ｂと、支柱３２ａ及び３２ｂと、駆動力発生部３３と、駆動部３４と、コイルバネ３５を備えて構成されている。
【００９７】
第１遮風部３０ａは、第１開口３１ａを有し、支柱３２ａ及び３２ｂに固定されている。また、第２遮風部３０ｂは、第２開口３１ｂを有している。第２開口３１ｂは、第１開口３１ａと重複可能な形状、寸法を有している。第１遮風部３０ａ及び第２遮風部３０ｂの材料は、遮風板１１の場合と同様である。
【００９８】
支柱３２ａ及び３２ｂは、図示はしていないが、柱状に形成され、高架橋３００の床版部３０１の側端部３０１ａに、線路進行方向に沿って、所定の間隔で立設されている。支柱３２ａ及び３２ｂの材料は、支柱１２の場合と同様である。
【００９９】
また、支柱３２ａはストッパー３２ｃを有しており、ストッパー３２ｃは、第２遮風部３０ｂの背後の一端付近を支持している。また、支柱３２ｂはストッパー３２ｄを有しており、ストッパー３２ｄは、第２遮風部３０ｂの背後の他端付近を支持している。また、第２遮風部３０ｂは、固定された第１遮風部３０ａに対し、図１１（Ｂ）〜（Ｄ）の左右方向にスライド移動（直線的移動）可能な状態で取り付けられている。また、第２遮風部３０ｂの一端には、後述する駆動部３４の駆動ロッド３４ｃが取り付けられている。
【０１００】
また、図１２（Ａ）に示すように、駆動力発生部３３は、受風板３３ａと回転軸３３ｂを有している。回転軸３３ｂは、円柱状に形成され、中心線の周りに回転可能な状態で支持されている。また、回転軸３３ｂには、その外周部に複数の受風板３３ａが放射状に取り付けられている。
【０１０１】
また、図１２（Ａ）に示すように、駆動部３４は、ピニオンギヤ３４ａと、ラック部材３４ｂと、駆動ロッド３４ｃと、支持部材３４ｄと、コロ３４ｅと、ストッパー３４ｆと、バネ取付部３４ｇを有している。ピニオンギヤ３４ａは、回転軸３３ｂに固定され、回転軸３３ｂとともに回転可能な構成となっている。また、ラック部材３４ｂは、支持部材３４ｄの上にコロ３４ｅを介して設置されており、ピニオンギヤ３４ａと噛み合っている。ラック部材３４ｂの一端には、駆動ロッド３４ｃが取り付けられている。
【０１０２】
また、ラック部材３４ｂの他端には、コイルバネ３５の一端が取り付けられており、コイルバネ３５の他端は、バネ取付部３４ｇに取り付けられている。コイルバネ３５は、伸び変形を加えると縮む方向に弾性力を発生する、いわゆる引張バネである。コイルバネ３５において、弾性力を、そのときの伸び変形で除した値を、「バネ定数」という。コイルバネ３５の材料は、コイルバネ１５の場合と同様である。
【０１０３】
また、ラック部材３４ｂの他端は、ストッパー３４ｆによって係止されるようになっている。また、ストッパー３４ｆとバネ取付部３４ｇは、支持部材３４ｄに固定されている。
【０１０４】
次に、図１１及び図１２（Ａ）を参照しつつ、上記した第３実施形態の防風装置１０３の作用について説明する。引張バネであるコイルバネ３５は、風が吹いていない状態では、所定の長さだけ伸ばした状態（所定の初期バネ力で引っ張った状態）となっている。したがって、風が吹いていない状態では、コイルバネ３５は、ラック部材３４ｂを初期バネ力により図１２（Ａ）の右方向に引張った状態となっており駆動ロッド３４ｃは動かない。これにより、第２遮風部３０ｂは、図１１（Ｂ）に示すように、第１開口３１ａを塞いでおり、風Ｗ５は遮断された状態となっている。
【０１０５】
次に、図１２（Ａ）に示すように、風Ｗ８が受風板３３ａに当り、風力が初期バネ力を上回ると、回転軸３３ｂがｄ９の方向に回転移動する。なお、ストッパー３４ｆがラック部材３４ｂを押さえているため、回転軸３３ｂがｄ９の逆方向に回転することはない。回転軸がｄ９の方向に回転すると、この動きに伴いピニオンギヤ３４ａが同方向に回転し、ピニオンギヤ３４ａと噛み合っているラック部材３４ｂがｄ８の方向にスライド移動（直線的移動）する。
【０１０６】
この動きに伴い、コイルバネ３５がラック部材３４ｂに引張られて伸び始める。コイルバネ３５は、伸びに比例した弾性力を発生する。この弾性力は、コイルバネ３５を縮ませる方向に働く。
【０１０７】
また、ラック部材３４ｂのスライド移動は、駆動ロッド３４ｃによって第２遮風部３０ｂ（図１１（Ｂ）参照）に伝達される。これにより、第２遮風部３０ｂは、図１１（Ｃ）に示す方向ｄ８にスライド移動する。この動きにより、第１開口３１ａと第２開口３１ｂは連通するようになり、第２遮風部３０ｂのスライド移動前は吹き抜けられなかった風Ｗ５（図１１（Ｂ）参照）が、図１１（Ｃ）のＷ６のように吹き抜けられるようになる。
【０１０８】
受風板３３ａに当る風Ｗ８の風速がさらに大きくなり、回転軸３３ｂの回転角度がさらに大きくなると、第２遮風部３０ｂの方向ｄ８への移動量も増大し、図１１（Ｄ）に示すように、第１開口３１ａと第２開口３１ｂは完全に重複し、風Ｗ７が吹きぬけるようになる。
【０１０９】
その後、風がやむと、コイルバネ３５の作用により、第２遮風部３０ｂは、ｄ８の逆方向に直線的に移動して戻り、図１１（Ｂ）の状態となって停止する。したがって、コイルバネ３５は、第２遮風部３０ｂをｄ８の逆方向に付勢していることになる。
【０１１０】
上記のような構成により、第３実施形態の防風装置１０３は、第１実施形態の場合と同様に、風の風速が高い場合には第２遮風部３０ｂの移動量を増大させることにより支柱３２ａ及び３２ｂに作用する風荷重を低減させるとともに、風の風速が低い場合には第２遮風部３０ｂの移動量を低減させることにより第１遮風部３０ａ及び第２遮風部３０ｂの遮風性能を増加させることができる、という利点を有している。
【０１１１】
上記した第３実施形態の防風装置１０３は、基本的な構成を同一とし、一部を変化させた変化例を構成することが可能である。
【０１１２】
例えば、上記した第３実施形態の防風装置１０３において、ラック部材３４ｂの他端の箇所とストッパー３４ｆの間に、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示す動作緩和器３６を設置するようにしてもよい。
【０１１３】
図１２（Ｂ）は動作緩和器３６の斜視図を、図１２（Ｃ）は動作緩和器３６の縦断面図を、それぞれ示している。この動作緩和器３６は、容器３６ａと、ピストン３６ｂと、ロッド３６ｃを有している。容器３６ａは、中空で両端が閉塞された円筒状に形成されている。また、ピストン３６ｂは、略円錐状に形成され、容器３６ａ内に挿入されるとともに、ロッド３６ｃの中心軸線に沿って往復移動可能な構成となっている。また、容器３６ａ内には、シリコーンオイル等の粘性を有する流体（図示せず）が収容されている。
【０１１４】
上記のような構成により、ロッド３６ｃを直線移動させる場合には、ピストン３６ｂが内部の粘性流体を動かすため、粘性流体からの抵抗を受け、ロッド３６ｃの直線移動速度が緩和され、ロッド３６ｃはゆっくりと移動する。その場合、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示す方向ｄ８へ移動させる場合には、粘性流体に対する抵抗が小さいため比較的速く移動するが、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示す方向ｄ８の逆方向に移動させる場合には、粘性流体に対する抵抗が大きいため、方向ｄ８の場合よりも遅く移動することになる。したがって、図１２（Ａ）における風Ｗ８が微小時間だけ弱まっても、コイルバネ３５が即座に元の方向に戻ることがないため、第２遮風部３０ｂの動きを円滑にすることができる。
【０１１５】
上記した第３実施形態の防風装置１０３において、鉄道車両（図示せず）は、防風対象物に相当している。また、支柱３２ａ及び３２ｂは、支持手段に相当している。また、第１遮風部３０ａ及び第２遮風部３０ｂは、遮風手段に相当している。また、駆動力発生部３３は、駆動力発生手段に相当している。また、受風板３３ａは、受風手段にも相当している。また、駆動部３４は、駆動手段に相当している。また、方向ｄ８は第１方向に相当し、方向ｄ８の逆方向は第２方向に相当している。また、回転軸３３ｂの回転モーメントは、回転駆動力に相当している。また、コイルバネ３５は、付勢手段に相当している。また、第２遮風部３０ｂの方向ｄ８への直線的移動量は、遮風手段の移動量に相当している。また、動作緩和器３６は、減速手段に相当している。
【０１１６】
（４）第４実施形態
本発明は、さらに他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１３は、本発明の第４実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【０１１７】
図１３に示すように、この防風装置１０４は、第３実施形態の防風装置１０３において、ピニオンギヤ３４ａのかわりに間欠ピニオンギヤ４４を配置した点が異なっている。図１３に示すように、間欠ピニオンギヤ４４は、平歯車の一部の歯を除去して欠歯部４４ａを構成したものである。
【０１１８】
次に、図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）を参照しつつ、第４実施形態の防風装置１０４の作用について説明する。
【０１１９】
上記した第３実施形態の防風装置１０３と同様に、風Ｗ８（図１２（Ａ）参照）が受風板３３ａ（図１２（Ａ）参照）に当り、風力が初期バネ力を上回ると、図１３（Ａ）に示すように、回転軸３３ｂがｄ９´の方向に回転移動する。しかし、風Ｗ８の風速が低く所定の駆動限界風速値未満の場合には、図１３（Ａ）に示す状態となっており、間欠ピニオンギヤ４４の欠歯部４４ａがラック部材３４ｂの歯と対向しているため、両者の歯の噛み合いは起こらず、回転軸３３ｂの回転駆動力は、ラック部材３４ｂには伝達されない。
【０１２０】
次に、風Ｗ８の風速が所定の駆動限界風速値以上となった場合には、図１３（Ｂ）に示す状態から図１３（Ｃ）に示す状態となり、間欠ピニオンギヤ４４の歯４４ｂ、４４ｃ等がラック部材３４ｂの歯と噛み合いを開始する。このため、回転軸３３ｂのｄ９´方向への回転駆動力により、ラック部材３４ｂがｄ８´の方向にスライド移動（直線的移動）する。
【０１２１】
したがって、上記の駆動限界風速値として、鉄道や道路等の運行規制風速値（例えば、風速値＝２５〜３０ｍ／ｓ）を採用すれば、風速が鉄道等の運行規制風速値以上となった場合にのみ、第２遮風部３０ｂ（図１１参照）をｄ８の方向にスライド移動させ、支柱３２ａ及び３２ｂに作用する風荷重を低減させるように構成することができる。
【０１２２】
上記した第４実施形態の防風装置１０４において、間欠ピニオンギヤ４４は、移動制御手段に相当している。
【０１２３】
（５）第５実施形態
本発明は、さらに他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第５実施形態について説明する。図１４は、本発明の第５実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【０１２４】
図１４に示すように、この防風装置１０５は、第３実施形態の防風装置１０３において、第１遮風部３０ａのかわりに第１遮風部５０ａを配置し、かつ第２遮風部３０ｂのかわりに第２遮風部５０ｂを配置した点が異なっている。
【０１２５】
図１４に示すように、第１遮風部５０ａは、第１開口５１ａを有し、第２遮風部５０ｂは、第２開口５１ｂを有している。また、第１開口５１ａと第２開口５１ｂの間には、距離差δが設定されている。すなわち、方向ｄ１０に対し、ある第１開口５１ａの後方となる第２開口５１ｂと、前方の第１開口５１ａとの間には、距離差δが配されている。一方、方向ｄ１０に対し、ある第１開口５１ａの前方となる第２開口５１ｂと、後方の第１開口５１ａとの間には、距離差はない。
【０１２６】
また、第５実施形態の防風装置１０５は、上記した第３実施形態の場合と同様な構成と作用を持つ支柱３２ａ及び３２ｂと、駆動力発生手段３３と、駆動手段３４を有している。
【０１２７】
次に、図１４（Ａ）〜（Ｅ）を参照しつつ、上記した第５実施形態の防風装置１０５の作用について説明する。風が吹いていない場合は、図１４（Ａ）に示す状態となっており、風Ｗ９は第１遮風部５０ａ及び第２遮風部５０ｂにより遮断される。
【０１２８】
次に、第３実施形態１０３の場合と同様に、風Ｗ８（図示せず。図１２（Ａ）参照。）が受風板３３ａ（図示せず。図１２（Ａ）参照。）に当り、風力が初期バネ力を上回ると、回転軸３３ｂ（図示せず。図１２（Ａ）参照。）がｄ９（図示せず。図１２（Ａ）参照。）の方向に回転移動し、ピニオンギヤ３４ａ（図示せず。図１２（Ａ）参照。）が同方向に回転し、ピニオンギヤ３４ａと噛み合っているラック部材３４ｂ（図示せず。図１２（Ａ）参照。）がｄ８（図示せず。図１２（Ａ）参照。）の方向にスライド移動（直線的移動）する。
【０１２９】
また、ラック部材３４ｂのスライド移動は、駆動ロッド３４ｃによって第２遮風部５０ｂに伝達される。これにより、第２遮風部５０ｂは、図１１（Ｂ）に示す方向ｄ８″にスライド移動する。しかし、図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）に示すように、風の風速が所定の駆動限界風速値未満の場合には、第１開口５１ａと第２開口５０ｂとの間に設定された距離差δのため、第１開口５１ａと第２開口５１ｂの重複は発生せず、風Ｗ９は第１遮風部５０ａ及び第２遮風部５０ｂにより遮断される。
【０１３０】
しかし、受風板３３ａに当る風の風速が所定の駆動限界風速値より大きくなると、回転軸３３ｂの回転角度がある値より大きくなるため、駆動ロッド３４ｃの移動量がある値よりも大きくなり、図１４（Ｄ）に示すように、第２遮風部５０ｂの移動量が距離差δを上回るため、第１開口５１ａと第２開口５１ｂの重複が始まるようになり、風は、Ｗ１０のように吹き抜けられるようになる。
【０１３１】
受風板３３ａに当る風の風速がさらに大きくなり、回転軸３３ｂの回転角度がさらに大きくなると、第２遮風部５０ｂの方向ｄ８″への移動量も増大し、図１４（Ｅ）に示すように、第１開口５１ａと第２開口５１ｂは完全に重複し、風Ｗ１１が吹きぬけるようになる。
【０１３２】
その後、風がやむと、コイルバネ３５（図示せず。図１２（Ａ）参照。）の作用により、第２遮風部５０ｂは、ｄ８″の逆方向に直線的に移動して戻り、図１４（Ａ）の状態となって停止する。
【０１３３】
上記のような構成により、第５実施形態の防風装置１０５は、第１実施形態の場合と同様に、風の風速が高い場合には第２遮風部５０ｂの移動量を増大させることにより支柱に作用する風荷重を低減させるとともに、風の風速が低い場合には第２遮風部５０ｂの移動量を低減させることにより第１遮風部５０ａ及び第２遮風部５０ｂの遮風性能を増加させることができる、という利点を有している。
【０１３４】
上記した第３〜５実施形態の防風装置１０３〜１０５は、基本的な構成を同一とし、一部を変化させた実施形態を構成することが可能である。
【０１３５】
例えば、図１５に示す第６実施形態の防風装置１０６のように、第１遮風部６０ａと、第２遮風部６０ｂと、支柱６２ａ及び６２ｂと、駆動力発生部６３と、駆動軸６４と、渦巻バネ６５と、動作緩和器６６を設けて構成してもよい。
【０１３６】
図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、上記した第１遮風部６０ａは、円板状に形成され、同心円の円周に沿って配置される第１開口６１ａを有し、支柱６２ａ及び６２ｂに固定されている。また、第２遮風部６０ｂは、円板状に形成され、同心円の円周に沿って配置される第２開口（図示せず）を有している。第２開口は、第１開口６１ａと重複可能な形状、寸法を有している。第１遮風部６０ａ及び第２遮風部６０ｂの材料は、遮風板１１の場合と同様である。
【０１３７】
支柱６２ａ及び６２ｂは、柱状に形成され、高架橋３００の床版部３０１の側端部３０１ａに、線路進行方向に沿って、所定の間隔で立設されている。支柱６２ａ及び６２ｂの材料は、支柱１２の場合と同様である。
【０１３８】
また、支柱６２ａ、６２ｂは図示しないストッパーを有しており、ストッパーは、第２遮風部６０ｂの背後を支持している。また、第２遮風部６０ｂの中心には、駆動軸６４が取り付けられており、第２遮風部６０ｂは、固定された第１遮風部６０ａに対し、駆動軸６４の中心の周りに回転移動可能な状態で取り付けられている。
【０１３９】
また、図１５（Ｃ）に示すように、駆動力発生部６３は、プロペラ６３ａと回転軸６３ｂを有している。回転軸６３ｂは、円柱状に形成され、中心線の周りに回転可能な状態で支持されている。また、回転軸６３ｂには、その先端部にプロペラ６３ａが取り付けられ、その後端部に動作緩和器６６を介して駆動軸６４が取り付けられている。また、駆動軸６４には、渦巻バネ６５の一端が取り付けられており、渦巻バネ６５の他端は、固定部６３ｃに取り付けられている。渦巻バネ６５の材料、構成、及び作用は、渦巻バネ１５Ａの場合と同様である。また、動作緩和器６６の構成及び作用は、動作緩和器１６の場合と同様である。
【０１４０】
上記のような構成により、第６実施形態の防風装置１０６は、第１実施形態の場合と同様に、風Ｗ１２の風速が高い場合には第２遮風部６０ｂの移動量を増大させることにより支柱６２ａ及び６２ｂに作用する風荷重を低減させるとともに、風Ｗ１２の風速が低い場合には第２遮風部６０ｂの移動量を低減させることにより第１遮風部６０ａ及び第２遮風部６０ｂの遮風性能を確保することができる、という利点を有している。
【０１４１】
上記した第６実施形態の防風装置１０６において、鉄道車両（図示せず）は、防風対象物に相当している。また、支柱６２ａ及び６２ｂは、支持手段に相当している。また、第１遮風部６０ａ及び第２遮風部６０ｂは、遮風手段に相当している。また、駆動力発生部６３は、駆動力発生手段に相当している。また、プロペラ６３ａは、受風手段にも相当している。また、駆動軸６４は、駆動手段に相当している。また、回転軸６３ｂの回転モーメントは、回転駆動力に相当している。また、渦巻バネ６５は、付勢手段に相当している。また、第２遮風部６０ｂの回転移動量は、遮風手段の移動量に相当している。また、動作緩和器６６は、減速手段に相当している。
【０１４２】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１４３】
例えば、上記各実施形態においては、防風対象物として鉄道車両４００を例に挙げて説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の防風対象物、例えば、新交通システム車両、自動車道路における４輪又は２輪の自動車、その他の交通機関の車両、スキーリフト、あるいはロープウェイ等でもよい。要は、防風対象物は、ある駆動限界値（通行規制値）以上の風速の場合に、その運行等が停止されるようなものであれば、どのようなものであってもよいのである。
【０１４４】
また、上記した第１、２実施形態においては、回転軸１３、２３ａ等は、遮風板１１、２１ａ等に固定され、支柱１２、２２の側に回転軸孔１２ａが設けられる例について説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成、例えば、上記とは逆に、回転軸１３等は支柱１２等に固定され、遮風板１１の側に回転軸孔が形成されるように構成してもよい。
【０１４５】
また、上記した第３実施形態においては、駆動力発生部３３を駆動力発生手段とし、駆動部３４を駆動手段とする例について説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成、例えば、駆動力発生部３３と駆動部３４（駆動ロッド３４ｃを除く）を合体した機構を駆動力発生手段とし、駆動ロッド３４ｃを駆動手段とするように構成してもよい。このように構成する場合には、風圧によって駆動力発生手段が発生する駆動力は、直線的駆動力となる。
【０１４６】
また、駆動力発生手段としては、上記した機構のほか、水平型又は鉛直型等の各種の風車、鉛直方向に展開される板状部材に吹き付ける風から板状部材が受ける略水平方向の力をピストン等により取り出す形式の機構などが採用可能である。
【０１４７】
また、支持手段としては、柱状部材のほか、壁状部材、梁状部材、骨組状部材等が採用可能である。
【０１４８】
また、駆動手段は、上記した第３実施形態における駆動部３４、第６実施形態における駆動軸６４の構成には限定されない。本発明における駆動手段は、回転駆動力を直線的駆動力に変換し、又は直線的駆動力を回転駆動力に変換し、又は駆動力発生手段の発生した駆動力の方向を異なる方向へ変換し、又は前記の変換を適宜組み合わせることにより遮風手段を駆動するような機構であれば、どのようなものであってもよく、公知の機構、例えば、歯車機構、リンク機構、カム機構、巻き掛け伝動機構、及びこれらを組み合わせたもの等が含まれる。
【０１４９】
また、付勢手段としては、引張りバネとして用いるコイルバネ、渦巻バネのほか、圧縮バネとして用いるコイルバネ、板バネ、皿バネ、竹の子状バネ等が採用可能である。
【０１５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、支持手段に対し移動可能に取り付けられて風を遮る遮風手段と、駆動力により遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を備えて防風装置を構成したので、風の風速が高い場合には遮風手段の移動量を増大させることにより支持手段に作用する風荷重を低減させることができ、風の風速が低い場合には遮風手段の移動量を低減させることにより遮風手段の遮風性能を増加させることができる、という利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態である防風装置の全体構成を示す図である。
【図３】図２に示す防風装置のさらに詳細な構成を示す斜視図である。
【図４】図２に示す防風装置の作用を説明する図である。
【図５】抗力及び抗力係数を説明する図である。
【図６】本発明の第１実施形態の防風装置における風速と抗力係数及び抗力の関係を説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態の防風装置の変化例の構成を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【図９】図８に示す防風装置のさらに詳細な構成を示す第１の部分拡大図である。
【図１０】図８に示す防風装置のさらに詳細な構成を示す第２の部部拡大図である。
【図１１】本発明の第３実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【図１２】図１１の防風装置における駆動力発生部及び駆動部の構成及び作用を示す図である。
【図１３】本発明の第４実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【図１４】本発明の第５実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【図１５】本発明の第６実施形態である防風装置の構成及び作用を示す図である。
【図１６】従来の防風柵の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１ 駆動力発生手段
２ 駆動手段
３ 遮風手段
４ 支持手段
５ 付勢手段
１１ 遮風板
１１ａ バネ取付箇所
１２ 支柱
１２ａ 回転軸孔
１２ｂ ストッパー
１２ｃ バネ支持突起
１２ｄ バネ支持突起
１３ 回転軸
１３ａ 回転軸の中心
１４ 回転ヒンジ
１５ コイルバネ
１５Ａ 渦巻バネ
１６ 動作緩和器
１６ａ 容器
１６ｂ 回転軸
１６ｃ 羽根
２１ａ〜２１ｃ 遮風板
２２ 支柱
２２ａ１、２２ａ２ 回転軸孔
２２ａ３、２２ａ４ スライド溝
２３ａ、２３ｂ 固定回転軸
２３ｃ、２３ｄ スライド回転軸
２４ａ、２４ｂ 回転ヒンジ
２５ コイルバネ
２６ａ、２６ｂ バネ支持突起
３０ａ 第１遮風部
３０ｂ 第２遮風部
３１ａ 第１開口
３１ｂ 第２開口
３２ａ、３２ｂ 支柱
３２ｃ３、３２ｄ ストッパー
３３ 駆動力発生部
３３ａ 受風板
３３ｂ 回転軸
３４ 駆動部
３４ａ ピニオンギヤ
３４ｂ ラック部材
３４ｃ 駆動ロッド
３４ｄ 支持部材
３４ｅ コロ
３４ｆ ストッパー
３４ｇ バネ取付部
３５ コイルバネ
３６ 動作緩和器
３６ａ 容器
３６ｂ ピストン
３６ｃ ロッド
４４ 間欠ピニオンギヤ
４４ａ 欠歯部
４４ｂ、４４ｃ 歯
５０ａ 第１遮風部
５０ｂ 第２遮風部
５１ａ 第１開口
５１ｂ 第２開口
６０ａ 第１遮風部
６０ｂ 第２遮風部
６１ａ 第１開口
６２ａ、６２ｂ 支柱
６３ 駆動力発生部
６３ａ プロペラ
６３ｂ 回転軸
６３ｃ 固定部
６４ 駆動軸
６５ 渦巻バネ
６６ 動作緩和器
１００〜１０６ 防風装置
２００ 防風柵
３００ 高架橋
３０１ 床版部
３０１ａ 側端部
３０２ 軌道スラブ
３０３ レール
４００ 鉄道車両
Ａ 空気の流れ
ａ１ 風の方向を示す線
ａ２ 遮風板の中心線
Ｃ１ 揚力係数を示すグラフの曲線
Ｃ２ 抗力係数を示すグラフの曲線
Ｃ３ 従来の防風柵の抗力を示すグラフの曲線
Ｃ４ 第１実施形態の防風装置の抗力を示すグラフの曲線
Ｄ 抗力
ｄ１〜ｄ７ 回転移動方向
ｄ８、ｄ８´、ｄ８″ 直線移動方向
ｄ９、ｄ９´ 回転移動方向
Ｆ１ 駆動力
Ｆ２ 弾性力
Ｆ２Ａ 弾性力
Ｆ３ 合力
Ｆ 合力
Ｇ 重心点
Ｌ 揚力
Ｍ 曲げモーメント
Ｐ 板
ｐ１、ｐ２ 圧力
Ｔ 防風対象物
Ｕ１ 移動開始風速値
Ｕ２ 風速値
Ｕａ 運行規制風速値
Ｗ、Ｗ１〜Ｗ１３ 風
α１〜α３ 遮風板の回転角
δ 距離差
θ 迎え角
Claims (10)
- 防風対象物の近傍に設置され前記防風対象物を風から防護する防風装置であって、
前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、
板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、
前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、
弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を備え、
前記遮風手段は前記駆動力発生手段を兼ね、
前記遮風手段は互いに回転可能に接続された第１遮風板及び第２遮風板を有し、
前記第1遮風板は前記支持手段に対して回転移動可能であり、
前記第２遮風板は前記第1遮風板と連動して前記支持手段に対して前記第１遮風板とは逆方向へ回転移動可能であると共に前記支持手段に対して直線移動可能であり、
前記風の風速が高い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を増大させることにより前記支持手段に作用する風荷重を低減させるとともに、前記風の風速が低い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を低減させることにより前記遮風手段の遮風性能を増加させる
ことを特徴とする防風装置。 - 防風対象物の近傍に設置され前記防風対象物を風から防護する防風装置であって、
前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、
板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、
前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、
弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を備え、
前記遮風手段は、第１開口を有すると共に前記支持手段に固定される第１遮風部と、前記第１開口と重複可能な第２開口を有すると共に前記第１遮風部に対して移動可能な構成で取り付けられる第２遮風部を有し、
前記風の風速が高い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を増大させることにより前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を増大させて前記支持手段に作用する風荷重を低減させるとともに、前記風の風速が低い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を低減させることにより前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を低減させて前記遮風手段の遮風性能を増加させる
ことを特徴とする防風装置。 - 請求項１又は請求項２記載の防風装置において、前記駆動力発生手段は、受風手段によって受けた風圧により回転駆動力又は直線的駆動力を発生することを特徴とする防風装置。
- 請求項２記載の防風装置において、前記駆動手段は、回転駆動力を直線的駆動力に変換し、又は直線的駆動力を回転駆動力に変換し、又は前記駆動力発生手段の発生した駆動力の方向を異なる方向へ変換し、又は前記の変換を適宜組み合わせることにより前記遮風手段を駆動することを特徴とする防風装置。
- 請求項１記載の防風装置において、前記付勢手段は弾性力を利用して第1遮風板及び第２遮風板を元の状態へ付勢することを特徴とする防風装置。
- 請求項２記載の防風装置において、前記駆動手段は、前記風の風速が所定の駆動限界風速値未満の場合には前記遮風手段を移動させず、前記風の風速が所定の駆動限界風速値以上の場合に前記遮風手段を移動させる移動制御手段を備えることを特徴とする防風装置。
- 請求項２記載の防風装置において、前記第１開口の位置と前記第２開口の位置の間には、前記風の風速が所定の駆動限界風速値未満の場合には前記第１開口と前記第２開口の重複が発生せず、前記風の風速が所定の駆動限界風速値以上の場合に前記第１開口と前記第２開口の重複が開始されるような距離差が設定されることを特徴とする防風装置。
- 請求項１又は請求項２記載の防風装置において、前記遮風手段が元の状態へ移動する場合に前記遮風手段の移動速度を低減させる減速手段を備えることを特徴とする防風装置。
- 防風対象物を風から防護する防風方法であって、前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を設け、
前記遮風手段は前記駆動力発生手段を兼ね、
前記遮風手段は互いに回転移動可能に接続された第１遮風板及び第２遮風板を有し、
前記支持手段に対して前記第１遮風板を回転移動させながら、前記第1遮風板と連動して前記支持手段に対して前記第２遮風板を前記第１遮風板とは逆方向へ回転移動させると共に前記支持手段に対して前記第２遮風板を直線移動させ、
前記風の風速が高い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を増大させることにより前記支持手段に作用する風荷重を低減させるとともに、前記風の風速が低い場合には前記第１遮風板および第２遮風板の回転移動量を低減させることにより前記遮風手段の遮風性能を増加させる
ことを特徴とする防風方法。 - 防風対象物を風から防護する防風方法であって、前記風を受け前記風の圧力を利用して駆動力を発生する駆動力発生手段と、板状に構成されるとともに、前記防風対象物の近傍に設置される支持手段に対し移動可能に取り付けられて前記風を遮る遮風手段と、前記駆動力により前記遮風手段を移動させる駆動手段と、弾性力を利用して前記遮風手段を元の状態へ付勢する付勢手段を設け、
前記遮風手段は、第１開口を有し前記支持手段に固定される第１遮風部と、前記第１開口と重複可能な第２開口を有し前記第１遮風部に対して移動可能な構成で取り付けられる第２遮風部を有し、
前記第１遮風部に対して前記第２遮風部を移動させ、
前記風の風速が高い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を増大させることにより、前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を増大させて前記支持手段に作用する風荷重を低減させ、
前記風の風速が低い場合には前記第１遮風部に対する前記第２遮風部の移動量を低減させることにより、前記第１開口及び前記第２開口の重複する範囲を低減させて前記遮風手段の遮風性能を増加させる
ことを特徴とする防風方法。
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