(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第1移動部材及び前記開閉調整部材が前記第1の位置にあるときに、前記主流路において前記開口より下流で、前記主流路の延在方向に交差する方向に延在した第1交差部材をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両。
前記気体の流れ方向について前記開口と同じ位置又は前記開口より上流において、前記開口を含む面に対して交差する方向に延在した第2交差部材をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の鉄道車両。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0017】
ここでは、本発明の第1実施形態である鉄道車両について、
図1〜
図4を参照しつつ以下に説明する。
【0018】
〔第1実施形態〕
(鉄道車両の全体構成)
鉄道車両100は、
図1に示すように、車両本体1と、車両本体1の下部に取り付けられた台車2とを備えている。車両本体1は、進行方向に長尺な直方体状に形成されている。
【0019】
車両本体1内には、
図1,2に示すように、客室11,12,13が前方から順に設けられている。また、客室11,12,13の右側には、
図2(b),(c)に示すように、通路(廊下)14が設けられている。客室11には、客室11内の空調を制御可能なコントローラ11cが配置され、コントローラ11cは後述するダンパー機構40に接続されている(
図3参照)。
【0020】
また、天井板15上には、
図2に示すように、空間(天井部16)が形成され、天井部16には、空調機20及び空調ダクト30が配置されている。空調機20は、車両本体1の先端部に配置されており、後方に向かって冷風や温風を吹き出す。空調ダクト30は、空調機20の後方に配置され、
図2(b)に示すように、空調機20の吹出口20a近傍から後方に向かって延在した主流路31と、主流路31から分岐した3つの分岐路32,33,34とを有している。
【0021】
主流路31は、
図2(b)に示すように、通路14の上方に配置されている。3つの分岐路32,33,34は、上流からこれらの順に、互いに異なる位置で主流路31から分岐している。また、分岐路32,33,34は、それぞれ、主流路31から斜め後方に傾斜した傾斜部32A,33A,34Aと、略L字状のL字型部32B,33B,34Bとを有している。L字型部32B,33B,34Bは、それぞれ、客室11,12,13の上方に配置されている。
【0022】
傾斜部32A,33A,34Aは、分岐路32,33,34の上流端部及び後述する第1移動板41によって形成されている(
図3参照)。傾斜部32A,33A,34Aを設けることにより、主流路31を流れる空気が分岐路32,33,34へ流れやすくなる。
【0023】
L字型部32B,33B,34Bは、主流路31から離れるように車両本体1の幅方向に延在した領域と、その先端に接続され、前後方向に延在した領域とから構成されている。前後方向に延在した領域の底面には、複数の孔32c,33c,34cが形成されている。また、天井板15において複数の孔32c,33c,34cに対向する部分には開口が形成されている。
【0024】
上記構成から、空調機20から吹き出された気体は、主流路31を通過して、分岐路32,33,34に流れ、分岐路32,33,34の孔32c,33c,34cから客室11,12,13に送られる。このように、本実施形態では、1台の空調機20から3部屋の客室11,12,13に風が送られる。
【0025】
次に、主流路31における分岐路32の分岐部B周辺の構成を、
図3,4を参照しつつ説明する。ここで、「分岐部B」とは、主流路31における分岐路32の上流端付近である。また、
図4(a)は
図3(a)のIVa-IVa線に沿った断面図であり、
図4(b)は
図3(a)のIVb-IVb線に沿った断面図であり、
図4(c)は
図3(b)のIVc-IVc線に沿った断面図であり、
図4(d)は
図3(b)のIVd-IVd線に沿った断面図である。そして、以下においては、空調機20から吹き出された気体が流れる方向について空調機20に近い側を上流と呼び、空調機20に遠い側を下流と呼ぶ。
【0026】
(ダンパー機構)
分岐部B周辺には、ダンパー機構40が配置されている。ダンパー機構40は、分岐路32の上流端付近で揺動する第1移動板41と、主流路31の底面に形成された開口42と、開口42の開閉度を調整可能な底板43とを有している。ダンパー機構40は、
図2に示す客室11のコントローラ11cを操作することによって作動する。具体的には、コントローラ11cを操作すると、これに接続されたモータ駆動回路がモータを駆動させる。モータのエネルギーは伝達機構(ギア等)を介してダンパー機構40に伝達され、ダンパー機構40が作動する。
【0027】
<第1移動板>
第1移動板(第1移動部材)41は、略矩形状の板状の部材であり、上下方向に立設して配置されている。第1移動板41は、主流路31と分岐路32との境界付近に設けられた軸50を中心に揺動し、これにより、i)第1移動板41が軸50から上流に延在しつつ主流路31に対して傾斜して配置される定位置(第2の位置)と(
図3(a)参照)、ii) 第1移動板41が分岐路32に対して直交して配置される狭位置(第1の位置)と(
図3(b)参照)に選択的に配置される。
【0028】
第1移動板41が定位置から狭位置に移動すると分岐路32の入口の開度が減少し、狭位置から定位置に移動すると分岐路32の入口の開度が増加する。このため、分岐路32へ流れ込む風の通過面積は、定位置の状態の方が狭位置の状態よりも大きい(
図4(b),(d)の「定位置での風の通過面積S
f1」>「狭位置での風の通過面積S
n1」参照)。従って、第1移動板41を定位置から狭位置へ移動すると分岐路32へ流れ込む風量が減少し、第1移動板41を狭位置から定位置へ移動すると分岐路32へ流れ込む風量が増加する。
【0029】
<開口>
開口42は、略扇状に形成され、風の流れる方向について軸50と略同じ位置に形成されている。また、天井板15において、開口42に対向する部分には、
図4に示すように、開口15aが形成されている。これにより、開口42が開放した状態では、主流路31とその下方の通路14とが連通する。
【0030】
<底板>
底板(開閉調整部材)43は、略矩形状に形成され、平面が主流路31の底面に沿うように配置されている。また、底板43は、短辺部が第1移動板41の長手方向に延在するように配置されている。底板43は、第1移動板41の下端部に固定されており、第1移動板41の揺動に伴って軸50を中心に揺動することにより、i)開口42を閉じる定位置(第2の位置)と、ii)開口42を閉じない狭位置(第1の位置)とに選択的に配置される。このように、底板43を定位置から狭位置に移動すると開口42の開度が増加し、狭位置から定位置に移動すると開口42の開度が減少する。また、底板43の他方の短辺(第1移動板41と反対側の短辺)は、開口42の外径に沿った湾曲状となっている。
【0031】
上記構成から、ダンパー機構40では、軸50が回転することにより第1移動板41及び底板43が定位置から狭位置に移動すると、分岐路32へ流れ込む風量が少なくなるとともに開口42の開度が大きくなる。一方、第1移動板41及び底板43が狭位置から定位置に移動すると、分岐路32へ流れ込む風量が多くなるとともに開口42の開度が小さくなる。
【0032】
また、
図2(b)に示す分岐路33の分岐部Cにも、ダンパー機構40と同様なダンパー機構が配置されている。分岐部Cのダンパー機構は、
図2に示す客室12のコントローラ12cを操作することにより作動する。なお、「分岐部C」とは、主流路31における分岐路33の上流端付近である。
【0033】
続いて、ダンパー機構により、客室11の給気量を変える操作を説明する。
【0034】
先ず、客室11の給気量を減少させる場合について説明する。
【0035】
客室11のコントローラ11cを操作すると、第1移動板41及び底板43が定位置から狭位置へ移動することにより、分岐路32に流れ込む風量が少なくなる。その一方で、分岐部Bから主流路31に流れ込む風量が増加するが、開口42は開状態となっているため、主流路31に流れ込んだ風の一部は開口42から通路14へ排出され、その他の風は主流路31の先の分岐路33,34に流れる。したがって、分岐路33,34の先の客室12,13に送られる風量は、分岐部Bから主流路31に流れ込んだ全風量より減少している。
【0036】
次に、客室11の給気量を増加させる場合について説明する。
【0037】
客室11のコントローラ11cを操作すると、第1移動板41及び底板43が狭位置から定位置へ移動することにより、分岐路32に流れ込む風量が増加する。その一方で、分岐部Bから主流路31に流れ込む風量が減少するが、開口42が閉状態となっているため、主流路31に流れ込んだ風は全て分岐路33,34に流れ込み、その先にある客室12,13へ送られる。
【0038】
したがって、狭位置と定位置とでは、客室11に送られる風量が異なるが、客室12,13に送られる風量は殆ど変わらない。
【0039】
また、
図2に示す客室12のコントローラ12cを操作すると、分岐部Cに配置されたダンパー機構が上述と同様な動作を行う。これにより、客室12の給気量を変えても客室13の給気量が変化することを抑止できる。
【0040】
以上に述べたように、本実施形態の鉄道車両100によると以下の効果を奏する。第1移動板41及び底板43が定位置から狭位置へ移動すると、定位置よりも分岐路32に流れ込む風量が減少する一方で、分岐部Bから主流路31に流れる風量が増加する。しかし、主流路31に流れた風の一部は分岐部Bの開口42から通路14に流れるため、主流路31の先にある分岐路33,34に流れ込む風量が増加するのを抑えることができる。よって、分岐路32の先にある客室11の給気量を減少させても、分岐路33,34の先にある客室12,13の給気量が増加するのを抑止できる。
【0041】
また、第1移動板41及び底板43が狭位置から定位置へ移動すると、狭位置の状態よりも、分岐路32に流れ込む風量が増加する一方で、分岐部Bから主流路31に流れる風量が減少する。しかし、分岐部Bの開口42が底板43によって閉じられているため、分岐部Bから主流路31に流れ込んだ風は全て分岐路33,34へ流れる。よって、分岐路32の先にある客室11の給気量を増加させても、分岐路33,34の先にある客室12,13の給気量が減少するのを抑止できる。
【0042】
このように、本実施形態では、客室11の給気量を変化させても、客室12,13の給気量が変化することを抑止できる。
【0043】
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について、
図5を参照しつつ説明する。第2実施形態において第1実施形態と異なる点は、開口242の位置及びダンパー機構240が第1交差板244を有していることである。なお、上述した第1実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
【0044】
(ダンパー機構)
ダンパー機構240は、
図5に示すように、第1移動板41と、空調ダクト230の底面に形成された開口242と、開口242の開閉度を調整可能な底板43と、第1移動板41及び底板43と一体になって揺動する第1交差板(第1交差部材)244とを有している。
【0045】
<開口>
開口242は、略扇状に形成され、軸50及び第1交差板244より上流に形成されている。また、天井板15の開口242に対向する部分に開口が形成されている。これにより、開口242が開放した状態では、主流路231とその下方の通路14とが連通する。
【0046】
<底板>
底板(開閉調整部材)43は、長辺部が第1移動板41の長手方向に延在するように、また、短辺部が第1交差板244の長手方向に延在するように配置されており、第1移動板41及び第1交差板244に固定されている。
【0047】
<第1交差板>
第1交差板244は、上下方向に立設した板状の部材であり、主流路231に配置されている。第1移動板41と第1交差板244とのなす角は、軸50を中心に約90度となっている。また、水平断面において、第1交差板244の延在長さは、第1移動板41の延在長さより短い。
【0048】
第1交差板244は、軸50を中心に揺動することより、i)前後方向に対して斜め後方に傾斜して配置される定位置(第2の位置)と(
図5(a)参照)、ii)前後方向に対して直交して配置される狭位置(第1の位置)と(
図5(b)参照)に選択的に配置される。このように、第1交差板244は、前後方向(主流路231の延在方向)に対して交差する方向に延在する。
【0049】
図5(b)に示すように、第1交差板244を定位置から狭位置に移動すると、第1交差板244は定位置のときより開口242に近付く。一方、第1交差板244を狭位置から定位置に移動すると、
図5(a)に示すように、第1交差板244は狭位置のときより開口242から遠ざかる。
【0050】
続いて、ダンパー機構により、客室11の給気量を変える操作を説明する。
【0051】
第1移動板41、底板43及び第1交差板244が定位置から狭位置へ移動すると(
図5(b)参照)、分岐路32に流れ込む風量が減少することにより、その先にある客室11の給気量が減少する。その一方で、分岐部Bから主流路231に流れ込む風量が増加するが、主流路231に流れ込んだ風の一部は第1交差板244に衝突して開状態の開口242から排出され、その他の風が主流路231の先にある分岐路33,34に流れる。したがって、分岐路33,34の先にある客室12,13に送られる風量は、分岐部Bから主流路31に流れ込んだ全風量より減少している。
【0052】
これに対し、第1移動板41、底板43及び第1交差板244が狭位置から定位置へ移動すると(
図5(a)参照)、分岐路32に流れ込む風量が増加することにより、その先にある客室11の給気量が増加する。その一方で、分岐部Bから主流路231に流れ込む風量が減少するが、開口242が閉状態となっているため、主流路231に流れ込んだ風は全て分岐路33,34に流れ込み、その先にある客室12,13へ送られる。
【0053】
したがって、狭位置では定位置よりも客室11の風量が減少するが、いずれの位置でも客室12,13の風量は殆ど変わらない。
【0054】
以上のように、第2実施形態においても第1実施形態と同様に、客室11の給気量を変化させても、客室12,13の給気量が変化することを抑止できる。また、狭位置では、定位置よりも第1交差部材が開口に近い位置に配置されるので、風を廊下へ排出しやすい。このため、主流路231の先に流れる風量をさらに減少させることができる。よって、その先にある客室12,13の給気量が増加することを効果的に抑止できる。
【0055】
〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態について、
図6を参照しつつ説明する。第3実施形態において第1実施形態と異なる点は、ダンパー機構340の第1移動板41に羽根345が取り付けられていることである。なお、上述した第1実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。また、
図6(b)は
図6(a)のVIb-VIb線に沿った断面図であり、
図6(d)は
図6(c)のVId-VId線に沿った断面図である。
【0056】
羽根(第2交差部材)345は、
図6に示すように、長手方向が第1移動板41に対して直交しており、水平な方向に延在した水平面345a及び水平面345aに直交した垂直面345bから構成されている(
図6(b),(d)参照)。垂直面345bは、主流路31の底面に直交する方向に延在している。また、羽根345は第1移動板41及び底板43と共に揺動し、羽根345の下方には底板43が配置されている。
【0057】
図6(b)に示す狭位置の状態では、羽根345は、開口42の上流で、前後方向に直交して配置される。これにより、分岐部Bから主流路31に流れ込んだ風は、羽根345の垂直面345bによって主流路31の底面側を流れるため、底面に形成された開口42から排出されやすい。
【0058】
以上のように、第3実施形態においても第1実施形態と同様に、客室11の給気量を変化させても、客室12,13の給気量が変化することを抑止できる。また、狭位置では、分岐部Bから主流路31に流れ込んだ風が羽根345によって開口42から排出されやすいため、羽根345がない場合に比べて主流路31の先に流れる風量が減少する。よって、主流路31の先にある客室12,13の給気量が増加することを効果的に抑止できる。
【0059】
〔第4実施形態〕
次に、本発明の第4実施形態について、
図7を参照しつつ説明する。第4実施形態において第1実施形態と異なる点は、空調ダクト430において主流路431の天井に羽根460が取り付けられていることである。なお、上述した第1実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。また、
図7(b)は
図7(a)のVIIb-VIIb線に沿った断面図であり、
図7(d)は
図7(c)のVIId-VIId線に沿った断面図である。
【0060】
羽根(第2交差部材)460は、
図7(a),(c)に示すように、開口42の上流に配置され、長手方向が前後方向に直交している。また、羽根(第2交差部材)460は、
図7(b),(d)に示すように、主流路431の天井から底面に向かって突出し、底面に直交する方向に延在している。
【0061】
分岐部Bから主流路31に流れ込んだ風は、
図7(b),(d)に示すように、羽根460により主流路431の底面側を流れる。このため、
図7(d)に示す狭位置では、分岐部Bから主流路31に流れ込んだ風が開口42から排出されやすい。
【0062】
以上のように、第4実施形態においても第1実施形態と同様に、客室11の給気量を変化させても、客室12,13の給気量が増加することを抑止できる。また、狭位置では、分岐部Bから主流路31に流れ込んだ風が羽根460によって開口42から排出されやすいため、羽根460がない場合に比べて主流路31の先に流れる風量が減少する。よって、主流路31の先にある客室12,13の給気量が増加することを効果的に抑止できる。
【0063】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。そして、本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0064】
例えば、ダンパー機構の第1移動板41、開口42,242、底板43、第1交差板244、羽根345,460及び軸50の形状や位置は、上述の実施形態に示す形状や位置に限られず、変更可能である。
【0065】
また、狭位置(第1の位置)及び定位置(第2の位置)は上述の実施形態に示す位置に限られず、変更可能である。例えば、
図3に示す狭位置及び定位置の間に、第1の位置及び第2の位置を設定してもよい。
【0066】
さらに、上述の本実施形態では、狭位置(第1の位置)において開口42,242が閉状態となり、定位置(第2の位置)において開口42,242が開状態となるが、開口の開度は定位置より狭位置の方が小さいという条件を満たすと、閉状態又は開状態のいずれかに限られない。例えば、狭位置及び定位置において、開口の一部が開となってもよい。
【0067】
また、第2実施形態では、第1交差板244が底板43に固定され、第1移動板41及び底板43と一体になって揺動するが、第1交差板244は第1移動板41及び底板43と一体になって揺動しなくてもよい。例えば、第1交差板244が主流路231の延在方向に交差(直行又は傾斜)するように空調ダクト230に固定され、揺動しない構成としてもよい。このような構成でも、分岐部から主流路231に流れた風を開口から排出しやすくすることができる。
【0068】
さらに、第2実施形態では、第1交差板244が狭位置(第1の位置)及び定位置(第2の位置)のいずれにおいても主流路231の延在方向に交差(直行又は傾斜)するが、狭位置のときにだけ第1交差板244が主流路231の延在方向に交差し、定位置のときは第1交差板244が主流路231の延在方向に延在してもよい。
【0069】
加えて、第2実施形態では、第1移動板41と第1交差板244とのなす角度が約90度であるが、これらのなす角度は変更可能である。例えば、
図8に示すように、第1移動板41と第1交差板544とのなす角度を鈍角としてもよい。また、第1交差板544に第1移動板41と同じ長さのもの(水平断面の長さが同じもの)を用いてもよい。このような大きさの部材を用いることにより、分岐部から主流路231に流れた風が開口から排出されやすいため、主流路231の先にある客室12,13の給気量が増加することをより効果的に抑止できる。なお、
図8では、第1移動板41だけが底板43に固定され、第1交差板
544が底板43に固定されてないが、第1交差板
544が底板43に固定されてもよい。また、第1交差板
544が揺動せず、空調ダクトに固定されてもよい。
【0070】
また、第3実施形態及び第4実施形態では、狭位置において、羽根345,460が開口42の上流に配置されているが、羽根345,460を開口42の上方(風の流れる方向について開口42と同じ位置)に配置してもよい。
【0071】
さらに、第3実施形態では、羽根345の垂直面345bが空調ダクト30の底面に直交する方向に延在しているが、垂直面345bを底面に対して傾斜させてもよい。また、第4実施形態でも、羽根460が空調ダクト430の底面に直交する方向に突出しているが、羽根460を底面に対して傾斜させてもよい。
【0072】
加えて、上述の実施形態では、第1移動板41、底板43、第1交差板244が軸50を中心に揺動するが、揺動に限られず、平行移動してもよく、回転してもよい。
【0073】
また、第2実施形態の空調ダクトに、第3実施形態の羽根345や第4実施形態の羽根460を取り付けてもよい。これにより、狭位置において、分岐路32,33の給気量が増加することをより効果的に抑止できる。
【0074】
さらに、上述の実施形態では、空調ダクト30の主流路31から3つの分岐路32,33,34が分岐し、1台の空調機20から3部屋の客室11,12,13へ風が送られる構成となっているが、分岐路の数は3つに限られない。例えば、空調ダクトの主流路から2つの分岐路が分岐し、1台の空調機から2部屋の客室へ風が送られる構成としてもよい。