JP6386154B2 - Vehicle rollover prevention device - Google Patents

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Description

本発明は、横風を原因として車両が転覆するのを防止する転覆防止装置に関する。   The present invention relates to an overturn prevention device that prevents a vehicle from overturning due to a crosswind.

鉄道車両が側方から強風を受けると、風圧による抗力（横力）が車体に生じる。風速が大きい場合、車両を転覆させようとする横力が大きくなり、ある限界風速以上の風速が吹いた場合、車両は転覆することがある。   When a railway vehicle receives strong wind from the side, drag (lateral force) due to wind pressure is generated in the vehicle body. When the wind speed is high, the lateral force for overturning the vehicle increases, and when the wind speed exceeds a certain limit wind speed, the vehicle may overturn.

このような事故を未然に防ぐために、従来、様々な対策が講じられている。例えば鉄道沿線には、鉄道車両に作用する風圧を減じるための防風柵を設置することが行われている。   Conventionally, various measures have been taken to prevent such an accident. For example, windbreak fences for reducing wind pressure acting on railway vehicles are installed along railway lines.

また、例えば特許文献１には、鉄道線路近傍に設置された列車風取入部と、前記列車風取入部で取り入れた列車風が通り抜けるダクトと、前記ダクトを通り抜けた列車風を排出する排出部とを備えるエアフェンス形成装置が開示されている。かかるエアフェンス形成装置では、地表を走行する鉄道列車の走行に伴って生じる列車風を利用してエアフェンスを形成することにより、強風による鉄道車両の転覆事故を防止する。   Further, for example, in Patent Document 1, a train wind intake portion installed in the vicinity of a railway track, a duct through which the train wind taken in the train wind intake portion passes, and a discharge portion that discharges the train wind that has passed through the duct; An air fence forming apparatus is disclosed. In such an air fence forming apparatus, an overturn accident of a railway vehicle due to a strong wind is prevented by forming an air fence using a train wind generated along with the traveling of a railway train traveling on the ground surface.

特許文献２には、左右のレールにそれぞれ対応し、通常走行時には車両限界内に保持されている複数の磁石と、前記磁石を移動させる操縦手段と、前記操縦手段の動作を制御する制御手段と、を備える転覆防止装置が開示されている。かかる転覆防止装置では、制御手段からの指令によって操縦手段が左右のレールへそれぞれ対応する磁石を移動させることで磁石とレールとの間に吸引力を生じさせる。これにより、強風による鉄道車両の転覆事故を防止する。   Patent Document 2 discloses a plurality of magnets corresponding to the left and right rails and held within the vehicle limit during normal driving, a steering means for moving the magnets, and a control means for controlling the operation of the steering means, Are disclosed. In such a rollover prevention device, the steering means moves the corresponding magnets to the left and right rails according to a command from the control means, thereby generating an attractive force between the magnets and the rails. This prevents the rolling over accident of the railway vehicle due to strong winds.

特許文献３には、鉄道車両の台車枠と車体との間に配置されるまくらばねの伸びを検出する検出器と、該検出器において検出された前記まくらばねの伸びが基準値を越えた場合にロックを解くように動作するロック装置と、該ロック装置のロックを解く動作により、レールの頭部に係合するように動作する台車脇に配置されるフックとを具備する転覆防止装置が開示されている。かかる転覆防止装置では、まくらばねの伸び量が限界値を越えたことを検出し、車両本体の車輪とレールの物理的一体化を図ることにより、強風による鉄道車両の転覆事故を防止する。   Patent Document 3 discloses a detector that detects the extension of a pillow spring disposed between a bogie frame and a vehicle body of a railway vehicle, and the extension of the pillow spring detected by the detector exceeds a reference value. A rollover prevention device comprising: a lock device that operates to unlock the lock device; and a hook that is disposed on the side of the carriage that operates to engage the head of the rail by the unlocking operation of the lock device. Has been. In such a rollover prevention device, it is detected that the amount of extension of the pillow spring has exceeded a limit value, and the wheels and rails of the vehicle main body are physically integrated to prevent a rollover accident of the railway vehicle due to strong winds.

特開２０１３−０６４２９３号公報JP 2013-064293 A 特開２０１２−２０１１７９号公報JP 2012-201179 A 特開２０１０−０７００７５号公報JP 2010-070075 A

以上の特許文献１〜３に開示されているように、従来の転覆防止対策は、鉄道車両に付設される設備を利用したものである。しかしながら、鉄道車両本体に着目すると、例えば車両が受ける横力を低減するため、車両形状に丸みを帯びさせなどの対策は考えられているものの、車両本体のみに効果的な転覆防止対策を講じる提案はこれまでほとんどなされてない。   As disclosed in Patent Documents 1 to 3 above, the conventional measures for preventing rollover use facilities attached to a railway vehicle. However, focusing on the railcar body, although measures such as rounding the vehicle shape are considered to reduce the lateral force received by the vehicle, for example, a proposal to take effective rollover prevention measures only on the vehicle body There has been little done so far.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、横風に対する車両の転覆を適切に防止する転覆防止装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the rollover prevention apparatus which prevents the rollover of the vehicle with respect to a crosswind appropriately.

前記の目的を達成するため、本発明は、横風に対する車両の転覆防止装置であって、車両の天井面に設けられ、断面形状が翼形状である翼形部を備え、前記翼形部は、前記横風に対する傾きが調整されて、当該横風の発生時に所定方向に空気力を発生させ、前記空気力は、車両幅方向において前記横風の発生側に向かって作用する成分と、鉛直下方方向に作用する成分とを有し、前記翼形部は、楕円体を１／４分割した形状を有し、且つ側面視において中心角が９０度の扇形状を有することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention is a vehicle rollover prevention device against a cross wind, and is provided on a ceiling surface of a vehicle, and includes an airfoil portion having a wing shape in cross section. The inclination with respect to the cross wind is adjusted to generate an aerodynamic force in a predetermined direction when the cross wind is generated, and the aerodynamic force acts in the vehicle width direction toward the cross wind generating side and in the vertically downward direction. The airfoil has a shape obtained by dividing an ellipsoid into quarters, and has a fan shape with a central angle of 90 degrees in a side view.

本発明によれば、横風の発生時に、翼形部は空気力を発生させることができる。しかも、翼形部は、楕円体を１／４分割した形状を有し、且つ側面視において中心角が９０度の扇形状を有しており、横風に対する翼形部の傾きを調整することで、当該翼形部は、車両幅方向において横風の発生側に向かって作用する成分と、鉛直下方方向に作用する成分とを有する空気力を発生させることができる。そうすると、横風の発生側に向かって作用する空気力によって、横風により車両に作用する横力を低減することができる。また、鉛直下方方向に作用する空気力は車両を鉛直下方に押えつけるように作用し、車両の輪重を増加させることができる。したがって、車両の転覆を防止することができる。また、翼形部はこのような方向に空気力を発生させることができるので、例えば竜巻など、突発的に横風が発生した場合にも対応することができる。   According to the present invention, when the cross wind is generated, the airfoil can generate aerodynamic force. In addition, the airfoil has a shape obtained by dividing the ellipsoid into quarters, and has a fan shape with a central angle of 90 degrees in a side view, and by adjusting the inclination of the airfoil with respect to the crosswind The airfoil portion can generate an aerodynamic force having a component acting toward the side of the side wind in the vehicle width direction and a component acting in the vertical downward direction. If it does so, the lateral force which acts on a vehicle by a crosswind can be reduced with the aerodynamic force which acts toward the generation side of a crosswind. Further, the aerodynamic force acting in the vertically downward direction acts to press the vehicle vertically downward, and the wheel load of the vehicle can be increased. Therefore, the overturn of the vehicle can be prevented. Further, since the airfoil can generate aerodynamic force in such a direction, it can cope with a case where a side wind is suddenly generated, such as a tornado.

しかも翼形部は車両の天井部に設けられており、すなわち本発明は車両単体に効果的な転覆防止対策が講じられており、従来にない斬新なものである。かかる場合、車両に付設される設備などを考慮して対策を講じる必要がないため、転覆防止装置の設計の自由度を高くできる。さらに、地上設備側に転覆防止対策を講じる場合、対策費用が高額になる傾向があるが、本発明の転覆防止装置は車両本体に設けられる簡易なものであるため、対策費用を低廉化することも可能となる。   In addition, the airfoil portion is provided on the ceiling of the vehicle, that is, the present invention has an innovative measure for preventing the rollover of the vehicle alone, which is unprecedented. In such a case, since it is not necessary to take measures in consideration of facilities attached to the vehicle, the degree of freedom in designing the rollover prevention device can be increased. Furthermore, when taking measures to prevent capsizing on the ground equipment side, the cost of measures tends to be high, but the capsizing prevention device of the present invention is a simple device provided in the vehicle body, so the cost of measures should be reduced. Is also possible.

前記車両は鉄道車両であってもよい。   The vehicle may be a rail vehicle.

本発明によれば、突発的に強風が発生した場合でも、車両本体に設けられた翼形部を用いて、当該車両の転覆を適切に防止することができる。   According to the present invention, even when a sudden strong wind occurs, the overturn of the vehicle can be appropriately prevented using the airfoil portion provided in the vehicle body.

横風を受けた鉄道車両の挙動を模式的に示した説明図であり、（ａ）は横風が弱い時を示し、（ｂ）は横風が強い時を示している。It is explanatory drawing which showed typically the behavior of the railway vehicle which received the cross wind, (a) shows the time when the cross wind is weak, and (b) shows the time when the cross wind is strong. 第１の参考例において、鉄道車両に設けられる転覆防止装置の構成の概略を示す斜視図である。In a 1st reference example, it is a perspective view which shows the outline of a structure of the rollover prevention apparatus provided in a rail vehicle. 第１の参考例において、鉄道車両と転覆防止装置に作用する力関係を示す説明図である。In a 1st reference example, it is explanatory drawing which shows the force relationship which acts on a rail vehicle and a rollover prevention apparatus. 第１の参考例において、支持部が省略された転覆防止装置の構成の概略を示す斜視図である。In a 1st reference example, it is a perspective view which shows the outline of a structure of the rollover prevention apparatus by which the support part was abbreviate | omitted. 第１の参考例において、翼形部と支持部が複数設けられた転覆防止装置の構成の概略を示す斜視図である。In a 1st reference example, it is a perspective view which shows the outline of a structure of the rollover prevention apparatus provided with two or more airfoil parts and support parts. 第２の参考例において、鉄道車両に設けられる転覆防止装置の構成の概略を示す斜視図である。In a 2nd reference example, it is a perspective view which shows the outline of a structure of the rollover prevention apparatus provided in a rail vehicle. 第２の参考例において、鉄道車両と転覆防止装置に作用する力関係を示す説明図である。In a 2nd reference example, it is explanatory drawing which shows the force relationship which acts on a rail vehicle and a rollover prevention apparatus. 第２の参考例において、翼形部と支持部が複数設けられた転覆防止装置の構成の概略を示す斜視図である。In a 2nd reference example, it is a perspective view which shows the outline of a structure of the rollover prevention apparatus provided with two or more airfoil parts and support parts. 第２の参考例において、ブレーキ板をさらに備えた転覆防止装置の構成の概略を示す斜視図である。In a 2nd reference example, it is a perspective view which shows the outline of a structure of the rollover prevention apparatus further provided with the brake plate. 第３の参考例において、鉄道車両に設けられる転覆防止装置の構成の概略を示す斜視図である。In a 3rd reference example, it is a perspective view showing the outline of the composition of the rollover prevention device provided in a rail car. 本発明の実施形態において、鉄道車両に設けられる転覆防止装置の構成の概略を示す斜視図である。In an embodiment of the present invention, it is a perspective view showing an outline of composition of a rollover prevention device provided in a railway vehicle.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態では、車両として鉄道車両に本発明を適用した場合について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a railway vehicle as a vehicle will be described. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

＜鉄道車両の転覆の原理＞
先ず、鉄道車両の転覆の原理と転覆に至る限界の風速の考え方について説明する。図１は、横風、すなわち側方からの自然風を受けた鉄道車両の挙動を模式的に示した説明図である。鉄道車両に横風が作用すると、鉄道車両には風による横力が生じる。図１（ａ）に示すように横風が弱いとき、鉄道車両１０は転覆することなく安全に走行できる。しかしながら、横風が強くなると、風上側の輪重、すなわちレール２０が車輪１１から受ける垂直下方の力が小さくなる。横風がさらに強くなり、ある風速に達すると図１（ｂ）のように、風上側の輪重がゼロになり鉄道車両１０が転覆する可能性が生じる。このような状態になる風速の最小値を転覆限界風速と呼んでいる。 <Principle of rollover of railway vehicles>
First, the principle of rollover of a railway vehicle and the concept of the wind speed at the limit leading to rollover will be described. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the behavior of a railway vehicle that has been subjected to a crosswind, that is, a natural wind from the side. When a crosswind acts on a railway vehicle, a lateral force due to the wind is generated on the railway vehicle. As shown in FIG. 1A, when the cross wind is weak, the railway vehicle 10 can travel safely without overturning. However, when the cross wind becomes strong, the wheel load on the windward side, that is, the vertically downward force that the rail 20 receives from the wheel 11 is reduced. When the cross wind becomes stronger and reaches a certain wind speed, the wheel load on the windward side becomes zero as shown in FIG. The minimum value of the wind speed in such a state is called the capsize limit wind speed.

＜第１の参考例＞
次に、本発明に係る第１の参考例としての鉄道車両の転覆防止装置について説明する。図２は、鉄道車両１０に設けられる転覆防止装置３０の構成の概略を示す斜視図である。図３は、鉄道車両１０と転覆防止装置３０に作用する力関係を示す説明図である。なお、図２及び図３において、Ｘ方向は鉄道車両１０の進行方向（鉄道車両１０の長手方向）を示し、Ｙ方向は鉄道車両１０の幅方向（鉄道車両１０の短手方向）を示し、Ｚ方向は鉛直方向を示している。 <First Reference Example>
Next, a rolling over prevention device for a railway vehicle as a first reference example according to the present invention will be described. FIG. 2 is a perspective view showing an outline of the configuration of the rollover prevention device 30 provided in the railway vehicle 10. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a force relationship acting on the railcar 10 and the rollover prevention device 30. 2 and 3, the X direction indicates the traveling direction of the railcar 10 (longitudinal direction of the railcar 10), the Y direction indicates the width direction of the railcar 10 (short side direction of the railcar 10), The Z direction indicates the vertical direction.

図２に示すように転覆防止装置３０は、断面形状が翼形状の翼形部３１と、翼形部３１を支持する支持部３２とを有している。支持部３２は、鉄道車両１０の天井面に設けられ、当該天井面から鉛直上方に延伸している。   As shown in FIG. 2, the rollover prevention device 30 includes an airfoil portion 31 having a wing shape in cross section and a support portion 32 that supports the airfoil portion 31. The support portion 32 is provided on the ceiling surface of the railway vehicle 10 and extends vertically upward from the ceiling surface.

以下、図３に示すようにＹ方向において負方向から正方向に向けて、且つＸ方向において正方向から負方向に向けて、横風Ｗが吹いている場合について説明する。かかる場合、翼形部３１は、当該翼形部３１の水平断面形状が翼形状となるように配置される。より具体的には、翼形部３１は、Ｙ方向において負方向から正方向に向けて、且つＸ方向において正方向から負方向に向けて、支持部３２から延伸して配置される。また、翼形部３１において、Ｙ方向負方向側の側面３１ａは、Ｙ方向正方向側の側面３１ｂに比べて膨らんでいる。なお、翼形部３１に用いられる材料は特に限定されるものではなく、例えは布製などの柔らかい材料であってもよいし、鋼製などの固い材料であってもよい。   Hereinafter, a case where the cross wind W is blowing from the negative direction to the positive direction in the Y direction and from the positive direction to the negative direction in the X direction as illustrated in FIG. 3 will be described. In such a case, the airfoil portion 31 is arranged such that the horizontal cross-sectional shape of the airfoil portion 31 is a wing shape. More specifically, the airfoil portion 31 is arranged to extend from the support portion 32 from the negative direction to the positive direction in the Y direction and from the positive direction to the negative direction in the X direction. Further, in the airfoil 31, the side surface 31 a on the Y direction negative direction side is swollen compared to the side surface 31 b on the Y direction positive direction side. The material used for the airfoil portion 31 is not particularly limited, and may be a soft material such as cloth or a hard material such as steel.

このように翼形部３１が配置されると、当該翼形部３１に対して、Ｙ方向において正方向から負方向に向かい、且つＸ方向において正方向から負方向に向かう空気力Ｆが発生する。この空気力Ｆのうち、Ｙ方向成分である力ＦＹ（以下、対抗力ＦＹという。）は、横風Ｗの発生側に向かって作用し、すなわち横風ＷのＹ方向成分に対抗するように作用する。したがって、この対抗力ＦＹが、横風Ｗによって鉄道車両１０に作用する横力を低減することができ、鉄道車両１０の転覆を防止することができる。 When the airfoil portion 31 is arranged in this way, an aerodynamic force F is generated on the airfoil portion 31 from the positive direction to the negative direction in the Y direction and from the positive direction to the negative direction in the X direction. . Of this aerodynamic force F, a force F Y that is a Y direction component (hereinafter referred to as a counter force F Y ) acts toward the side where the cross wind W is generated, that is, so as to counter the Y direction component of the cross wind W. Works. Therefore, the opposing force F Y is, it is possible to reduce the lateral forces acting on the railway vehicle 10 by the crosswind W, thereby preventing overturning of the rail vehicle 10.

転覆防止装置３０は、通常走行時には鉄道車両１０の内部に収納され、横風Ｗの発生時に鉄道車両１０の天井面に配設される。   The rollover prevention device 30 is housed inside the railcar 10 during normal travel, and is disposed on the ceiling surface of the railcar 10 when a cross wind W is generated.

転覆防止装置３０を鉄道車両１０の天井面から飛び出させて配設するタイミングは、どのような方法で指定しても構わない。例えば風向風速計などを用いてもよい。かかる場合、風向風速計で鉄道車両１０が受ける風の風向と風速を測定し、当該測定結果が予め定められた風速を超えた場合に、転覆防止装置３０が配設される。或いは、例えば乗務員の目視によって横風Ｗの発生を判断し、転覆防止装置３０を配設させてもよい。   The timing for disposing the rollover prevention device 30 so as to protrude from the ceiling surface of the railway vehicle 10 may be specified by any method. For example, an anemometer or the like may be used. In such a case, the wind direction and wind speed of the wind received by the railway vehicle 10 are measured by the wind direction anemometer, and the rollover prevention device 30 is provided when the measurement result exceeds a predetermined wind speed. Or generation | occurrence | production of the cross wind W may be judged, for example by visual observation of a crew member, and the rollover prevention apparatus 30 may be arrange | positioned.

そして、横風Ｗの発生時には、当該横風Ｗに対する翼形部３１の傾きを調整することで、翼形部３１は任意の方向に空気力Ｆを発生させることができる。すなわち、横風Ｗの風向に応じて、対抗力ＦＹを当該横風Ｗに対抗させることができる。そうすると、例えば突発的に横風Ｗが発生した場合にも適切に対応することができる。 When the cross wind W is generated, the airfoil 31 can generate the aerodynamic force F in an arbitrary direction by adjusting the inclination of the airfoil 31 with respect to the cross wind W. That is, depending on the wind direction of the crosswind is W, the counter force F Y can be countered to the crosswind W. In this case, for example, it is possible to appropriately cope with a case where the cross wind W is suddenly generated.

以上の第１の参考例によれば、横風Ｗの発生時に、翼形部３１は空気力Ｆを発生させることができ、当該空気力ＦのＹ方向成分である対抗力ＦＹによって、横風Ｗによる横力を低減して、鉄道車両１０の転覆が防止される。一方で、空気力Ｆのうち、Ｘ方向成分である力ＦＸは、鉄道車両１０の進行方向と反対方向に作用する。すなわち、力ＦＸによって鉄道車両１０が減速し、例えば横風Ｗが発生した際に鉄道車両１０が緊急停止する場合には、転覆防止装置３０は有用となる。このように転覆防止装置３０は、空力ブレーキとしても機能する。 According to the first reference example described above, when the cross wind W is generated, the airfoil portion 31 can generate the aerodynamic force F, and the cross wind W is generated by the counter force F Y that is the Y direction component of the aerodynamic force F. The lateral force due to is reduced and the rolling over of the railway vehicle 10 is prevented. On the other hand, of the aerodynamic force F, a force F X that is a component in the X direction acts in a direction opposite to the traveling direction of the railway vehicle 10. In other words, the rollover preventing device 30 is useful when the railway vehicle 10 is decelerated by the force F X and the railway vehicle 10 is brought to an emergency stop when, for example, a cross wind W occurs. Thus, the rollover prevention device 30 also functions as an aerodynamic brake.

なお、第１の参考例で図示した翼形部３１と支持部３２は、あくまで概念図であって、その具体的な形状や配置は任意に設計することができる。例えば図４に示すように支持部３２を省略して、翼形部３１を直接鉄道車両１０の天井面に設けてもよい。また、支持部３２は翼形部３１に対して風上側と風下側のいずれに配置されていてもよい。要は、翼形部３１が上述した空気力Ｆを発生せることができれば、本発明の効果を享受できるのである。   The airfoil portion 31 and the support portion 32 illustrated in the first reference example are conceptual views only, and the specific shape and arrangement can be arbitrarily designed. For example, as shown in FIG. 4, the support portion 32 may be omitted, and the airfoil portion 31 may be provided directly on the ceiling surface of the railway vehicle 10. Further, the support portion 32 may be disposed on the leeward side or the leeward side with respect to the airfoil portion 31. In short, if the airfoil 31 can generate the aerodynamic force F described above, the effects of the present invention can be enjoyed.

また、以上の第１の参考例において、図５に示すように翼形部３１と支持部３２はそれぞれ複数設けられていてもよい。かかる場合、より効果的に鉄道車両１０の転覆を防止することができる。   In the first reference example described above, a plurality of airfoil portions 31 and support portions 32 may be provided as shown in FIG. In such a case, the rolling over of the railway vehicle 10 can be more effectively prevented.

＜第２の参考例＞
次に、本発明に係る第２の参考例としての鉄道車両の転覆防止装置について説明する。図６は、鉄道車両１０に設けられる転覆防止装置３０の構成の概略を示す斜視図である。図７は、鉄道車両１０と転覆防止装置３０に作用する力関係を示す説明図である。 <Second Reference Example>
Next, a railcar rollover preventing device as a second reference example according to the present invention will be described. FIG. 6 is a perspective view showing an outline of the configuration of the rollover prevention device 30 provided in the railway vehicle 10. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a force relationship acting on the railcar 10 and the rollover prevention device 30.

図６に示すように転覆防止装置３０は、第１の参考例と同様に、翼形部３１と一対の支持部３２、３２を有している。但し、第２の参考例においては、第１の参考例と異なり、翼形部３１の配置が異なる。また、図示の例においては、一対の支持部３２、３２はＸ方向に並べて配置されている。   As shown in FIG. 6, the rollover prevention device 30 includes an airfoil portion 31 and a pair of support portions 32, 32 as in the first reference example. However, the second reference example differs from the first reference example in the arrangement of the airfoil 31. In the illustrated example, the pair of support portions 32 are arranged side by side in the X direction.

図６及び図７に示すように翼形部３１は、当該翼形部３１の鉛直断面形状が翼形状となるように配置される。より具体的には、翼形部３１は、Ｙ方向の負方向から正方向に向けて、支持部３２、３２から延伸して配置される。また、翼形部３１において、鉛直下側（Ｚ方向負方向側）の側面３１ａは、鉛直上側（Ｚ方向負方向側）の側面３１ｂに比べて膨らんでいる。   As shown in FIGS. 6 and 7, the airfoil 31 is arranged so that the vertical cross-sectional shape of the airfoil 31 is a wing shape. More specifically, the airfoil portion 31 is arranged extending from the support portions 32 and 32 in the positive direction from the negative direction in the Y direction. Further, in the airfoil 31, the vertically lower side (Z direction negative direction side) side surface 31 a is swollen compared to the vertically upper side (Z direction negative direction side) side surface 31 b.

このように翼形部３１が配置されると、当該翼形部３１に対して、鉛直下方に向かう空気力Ｆが発生する。そうすると、空気力Ｆは鉄道車両１０を鉛直下方に押えつけるように作用し、鉄道車両１０の輪重を増加させる。したがって、鉄道車両１０の転覆を防止することができる。   When the airfoil portion 31 is arranged in this manner, an aerodynamic force F is generated on the airfoil portion 31 in a vertically downward direction. Then, the aerodynamic force F acts to press the railway vehicle 10 vertically downward, increasing the wheel load of the railway vehicle 10. Therefore, the rollover of the railway vehicle 10 can be prevented.

また転覆防止装置３０は、第１の参考例と同様に、通常走行時には鉄道車両１０の内部に収納され、横風Ｗの発生時に鉄道車両１０の天井面に配設される。そして、横風Ｗの発生時には鉛直下方の空気力Ｆが発生するので、例えば突発的に横風Ｗが発生した場合にも適切に対応することができる。   Similarly to the first reference example, the rollover prevention device 30 is housed inside the railway vehicle 10 during normal traveling, and is disposed on the ceiling surface of the railway vehicle 10 when a cross wind W is generated. And since the aerodynamic force F below a perpendicular | vertical direction will generate | occur | produce at the time of the generation | occurrence | production of the cross wind W, it can respond appropriately, for example, even when the cross wind W is generated suddenly.

なお、第２の参考例で図示した翼形部３１と支持部３２、３２は、あくまで概念図であって、その具体的な形状や配置は任意に設計することができる。例えば、支持部３２、３２は翼形部３１に対して風上側と風下側のいずれに配置されていてもよい。また、支持部３２、３２はＹ方向に並べて配置されていてもよい。翼形部３１が上述した空気力Ｆを発生せることができれば、本発明の効果を享受できるのである。   In addition, the airfoil part 31 and the support parts 32 and 32 illustrated in the second reference example are merely conceptual diagrams, and the specific shape and arrangement can be arbitrarily designed. For example, the support portions 32, 32 may be disposed on the windward side or the leeward side with respect to the airfoil portion 31. Moreover, the support parts 32 and 32 may be arrange | positioned along with the Y direction. If the airfoil portion 31 can generate the aerodynamic force F described above, the effect of the present invention can be enjoyed.

また、以上の第２の参考例において、図８に示すように翼形部３１と支持部３２、３２はそれぞれ複数設けられていてもよい。かかる場合、より効果的に鉄道車両１０の転覆を防止することができる。   Moreover, in the above 2nd reference example, as shown in FIG. 8, the airfoil part 31 and the support parts 32 and 32 may be provided with two or more, respectively. In such a case, the rolling over of the railway vehicle 10 can be more effectively prevented.

さらに、以上の第２の参考例において、図９に示すように転覆防止装置３０は、ブレーキ板３３を有していてもよい。ブレーキ板３３は、例えば矩形状を有し、翼形部３１のＸ方向正方向側に設けられている。なお、支持部３２、３２は省略される。かかる場合、ブレーキ板３３には鉄道車両１０の進行方向と反対方向に力が作用し、当該力によって鉄道車両１０が減速する。したがって、転覆防止装置３０を空力ブレーキとしても機能させることができる。なお、ブレーキ板３３は、翼形部３１のＸ方向負方向側に設けられていてもよい。   Furthermore, in the above second reference example, the rollover prevention device 30 may include a brake plate 33 as shown in FIG. The brake plate 33 has a rectangular shape, for example, and is provided on the positive side in the X direction of the airfoil 31. The support portions 32 and 32 are omitted. In such a case, a force acts on the brake plate 33 in the direction opposite to the traveling direction of the railway vehicle 10, and the railway vehicle 10 is decelerated by the force. Therefore, the rollover prevention device 30 can function as an aerodynamic brake. The brake plate 33 may be provided on the negative side of the airfoil 31 in the X direction.

＜第３の参考例＞
次に、本発明に係る第３の参考例としての鉄道車両の転覆防止装置について説明する。図１０は、鉄道車両１０に設けられる転覆防止装置３０の構成の概略を示す斜視図である。 <Third reference example>
Next, a railcar rollover preventing device as a third reference example according to the present invention will be described. FIG. 10 is a perspective view showing an outline of the configuration of the rollover prevention device 30 provided in the railway vehicle 10.

図１０に示すように転覆防止装置３０は、第１の参考例の翼形部３１と第２の参考例の翼形部３１をそれぞれ複数有している。かかる場合、上述した第１の参考例の効果と第２の参考例の効果を両方享受することができ、鉄道車両１０の転覆を防止することができる。   As illustrated in FIG. 10, the rollover prevention device 30 includes a plurality of airfoil portions 31 of the first reference example and a plurality of airfoil portions 31 of the second reference example. In such a case, both the effects of the first reference example and the second reference example described above can be enjoyed, and the rolling over of the railway vehicle 10 can be prevented.

＜本発明の実施形態＞
次に、本発明に係る本発明の実施形態としての鉄道車両の転覆防止装置について説明する。図１１は、鉄道車両１０に設けられる転覆防止装置３０の構成の概略を示す斜視図である。 <Embodiment of the present invention>
Next, a railway vehicle rollover prevention device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a perspective view showing an outline of the configuration of the rollover prevention device 30 provided in the railway vehicle 10.

図１１に示すように転覆防止装置３０は、第１の参考例〜第３の参考例と同様に、翼形部３１と支持部３２を有している。但し、本実施形態においては、第１の参考例〜第３の参考例と異なり、翼形部３１の形状と配置が異なる。   As shown in FIG. 11, the rollover prevention device 30 includes an airfoil portion 31 and a support portion 32 as in the first to third reference examples. However, in the present embodiment, unlike the first to third reference examples, the shape and arrangement of the airfoil portion 31 are different.

翼形部３１は、第１の参考例の翼形部３１の特徴と第２の参考例の翼形部３１の特徴を兼ね備えた形状を有している。すなわち、翼形部３１は、略球体（略楕円体）を１／４分割した形状を有し、側面視において中心角が９０度の略扇形状を有している。そして、翼形部３１は、当該翼形部３１の水平断面形状が翼形状となり、且つ鉛直断面形状が翼形状となるように配置される。   The airfoil part 31 has a shape that combines the characteristics of the airfoil part 31 of the first reference example and the characteristics of the airfoil part 31 of the second reference example. That is, the airfoil portion 31 has a shape obtained by dividing a substantially spherical body (substantially ellipsoid) into quarters, and has a substantially fan shape with a central angle of 90 degrees in a side view. The airfoil 31 is arranged such that the horizontal cross-sectional shape of the airfoil 31 is a wing shape and the vertical cross-sectional shape is a wing shape.

かかる場合、横風Ｗの発生時に、翼形部３１には空気力Ｆが発生する。この空気力Ｆは、第１の参考例と同様に、水平方向のＹ方向成分である対抗力ＦＹを有している。対抗力ＦＹは横風Ｗの発生側に向かって作用し、横風Ｗによって鉄道車両１０に作用する横力を低減することができる。また、空気力Ｆは、第２の参考例と同様に、鉛直下方に向かう成分を有している。このため、鉄道車両１０の輪重を増加させることができる。以上により、本実施形態によれば、上述した第１の参考例の効果と第２の参考例の効果を両方享受することができ、鉄道車両１０の転覆を防止することができる。 In such a case, an aerodynamic force F is generated in the airfoil 31 when the cross wind W is generated. The air force F, as in the first reference example has a counter force F Y is a horizontal direction of the Y-direction component. Opposing forces F Y acts toward the generation side of the crosswind W, thereby reducing the lateral forces acting on the railway vehicle 10 by the crosswind W. Moreover, the aerodynamic force F has a component which goes to the vertically downward direction similarly to the 2nd reference example. For this reason, the wheel load of the railway vehicle 10 can be increased. As described above, according to the present embodiment, both the effects of the first reference example and the second reference example described above can be enjoyed, and the rollover of the railway vehicle 10 can be prevented.

なお、本実施形態で図示した翼形部３１と支持部３２は、あくまで概念図であって、その具体的な形状や配置は任意に設計することができる。また、本実施形態において、翼形部３１と支持部３２はそれぞれ複数設けられていてもよい。   In addition, the airfoil part 31 and the support part 32 illustrated in the present embodiment are conceptual diagrams to the last, and the specific shape and arrangement can be arbitrarily designed. In the present embodiment, a plurality of airfoil portions 31 and support portions 32 may be provided.

＜その他の実施形態＞
以上の実施形態及び参考例では、本発明を鉄道車両１０に適用する場合について説明したが、本発明が適用される車両は鉄道車両１０に限定されない。車両は、例えば自動車など、地上を走行する移動体であればよい。特に略直方体形状の荷台を有するトラックなどの車両の場合、横風Ｗによって車両が受ける横力が大きいため、本発明は特に有用となる。 <Other embodiments>
In the above embodiment and reference examples, the case where the present invention is applied to the railcar 10 has been described, but the vehicle to which the present invention is applied is not limited to the railcar 10. The vehicle may be a moving body that travels on the ground, such as an automobile. In particular, in the case of a vehicle such as a truck having a substantially rectangular parallelepiped loading platform, the lateral force received by the vehicle by the crosswind W is large, and thus the present invention is particularly useful.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.

本発明は、横風を原因として車両が転覆するのを防止する際に有用であって、特に突風に対する車両の転覆防止対策として有用である。   The present invention is useful in preventing a vehicle from overturning due to crosswinds, and is particularly useful as a vehicle rollover prevention measure against a gust of wind.

１０ 鉄道車両
１１ 車輪
２０ レール
３０ 転覆防止装置
３１ 翼形部
３２ 支持部
３３ ブレーキ板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rail vehicle 11 Wheel 20 Rail 30 Rollover prevention apparatus 31 Airfoil part 32 Support part 33 Brake board

Claims (2)

横風に対する車両の転覆防止装置であって、
車両の天井面に設けられ、断面形状が翼形状である翼形部を備え、
前記翼形部は、前記横風に対する傾きが調整されて、当該横風の発生時に所定方向に空気力を発生させ、
前記空気力は、車両幅方向において前記横風の発生側に向かって作用する成分と、鉛直下方方向に作用する成分とを有し、
前記翼形部は、楕円体を１／４分割した形状を有し、且つ側面視において中心角が９０度の扇形状を有することを特徴とする、車両の転覆防止装置。 A vehicle rollover prevention device against crosswinds,
Provided on the ceiling surface of the vehicle, provided with an airfoil section having a wing shape in cross section,
The airfoil is adjusted with respect to the crosswind to generate aerodynamic force in a predetermined direction when the crosswind is generated,
The aerodynamic force has a component acting toward the side of the cross wind in the vehicle width direction and a component acting in the vertical downward direction,
The airfoil portion has a shape obtained by dividing an ellipsoid into quarters, and has a fan shape with a central angle of 90 degrees in a side view. 前記車両は鉄道車両であることを特徴とする、請求項１に記載の車両の転覆防止装置。 The vehicle rollover prevention device according to claim 1, wherein the vehicle is a railway vehicle.
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