特許 7545495 鉄道車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-27

(45)【発行日】2024-09-04

(54)【発明の名称】鉄道車両

(51)【国際特許分類】

   B61D 27/00 20060101AFI20240828BHJP

   B61D 17/06 20060101ALI20240828BHJP

【ＦＩ】

B61D27/00 N

B61D17/06

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022576929

(86)(22)【出願日】2021-01-25

(86)【国際出願番号】 JP2021002395

(87)【国際公開番号】W WO2022157964

(87)【国際公開日】2022-07-28

【審査請求日】2023-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】小畑 亮二

【審査官】志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２００８－００３０９８７（ＫＲ，Ａ）

【文献】実公平６－３５８５３（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】中国特許出願公開第１０６７３９９５３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｄ ２７／００

Ｂ６１Ｄ １７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車室の空気を車外に排気する排気口を備える鉄道車両において、
前記排気口は、車両長手方向の両端に設けられた一対の妻構体に各々設けられており、
前記一対の妻構体には、それぞれ、
下方のみに開口する状態で前記排気口の周囲を覆うように配設され、前記排気口に連通する流路を形成するカバーと、
前記排気口を塞ぐ塞ぎ板であって、前記排気口より下側の位置で下端部を揺動可能に支持され、自重で前記妻構体に対して車外側に揺動する前記塞ぎ板と、
を有し、
前記塞ぎ板は、
車幅方向の横寸法が前記カバーより小さく設定され、前記妻構体と前記カバーとの間に架け渡された状態で前記カバーに係止されて前記流路の一部を塞ぎ、
走行時に前記カバーの下方から進入する風圧で妻構体側に揺動し、前記排気口を塞ぐこと、
を特徴とする鉄道車両。

【請求項2】

請求項１に記載する鉄道車両において、
前記塞ぎ板は、前記妻構体側に凹む受圧凹部を有すること、
を特徴とする鉄道車両。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載する鉄道車両において、
前記カバーの下方開口部に、前記流路に進入する外気を前記カバーの内壁に向かって整流する１又は２以上のルーバが配設されていること、
を特徴とする鉄道車両。

【請求項4】

請求項１から請求項３の何れか１つに記載する鉄道車両において、
前記妻構体は貫通幌が取り付けられ、
前記排気口は、前記貫通幌の上方に設けられていること、
を特徴とする鉄道車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車室の空気を車外に排気する排気口を備える鉄道車両に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両では、一定量の新鮮気を空調設備に取り込んでコンディションを整えた調和空気を車室に供給する一方、車室の空気を車外に排出することで、換気を行っている。車室の空気は、開閉扉や戸袋の隙間などから車外に排出されるが、換気量を増やすために、車室の空気を車外に排出する排気口を構体に設けることがある。

【0003】

例えば、特許文献１には、車両長手方向の一方の端部に排気送風機室を設け、排気送風機室が妻構体側に排気口と開口部とを備える鉄道車両が開示されている。排気口は排気送風機に接続され、開口部は開閉装置を備える。開閉装置は、軸部回りに翼を回動させることによって開口率が調整され、車室の空気を車外に排出する。鉄道車両は、速度が比較的速くて、車室の空気の圧力が車外の空気の圧力より高い場合には、開閉装置を経由する排気ルートで排気を行う一方、速度が比較的遅く、車外の空気を車室に導入したい場合には、排気送風機を経由する排気ルートで排気を行う。

【0004】

例えば、特許文献２には、妻構体に設けられた排気口に、第１グリルと第２グリルと第３グリルの順に３列配置した整流手段を設けた鉄道車両が開示されている。第１グリルと第２グリルと第３グリルは、各々複数の水平ルーバからなる。第１～第３グリルの各水平ルーバは、水や飛沫等の進入を防止するように、傾斜する向きを調整して配置されている。

【0005】

例えば、特許文献３には、排気口に設けたシャッタを、コントローラが車内と車外との圧力差に応じて高速開閉する鉄道車両が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１２－７１６８０号公報

【文献】特開２００９－１１９９４３号公報

【文献】特開平１０－１５２０５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記従来技術には以下の問題があった。すなわち、特許文献１に記載される技術では、開閉装置の駆動に動力が必要であった。また、特許文献１に記載される技術では、排気送風機が停止された状態で、車両進行方向にある開閉装置が開口部を開くと、外気や雨水が開口部や排気口に流入することがあった。外気が排気口を介して車室に流入すると、車室温度が上昇するなど、車室環境を損なう虞がある。また、開閉装置や排気送風機の内部清掃には手間がかかるため、雨水が開閉装置や排気送風機に流入すると、雑菌などが開閉装置や排気送風機の内部で増殖する虞がある。

【0008】

特許文献２に記載される技術では、雨水の流入を防止できるものの、外気が車室に流入して車内環境を損なう虞がある。特許文献３に記載される技術では、車内圧力が車外圧力より高くされることで、外気や雨水の流入を防止できるものの、シャッタの駆動に動力を必要としていた。

【0009】

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、車室の空気を車外に排気する排気口が妻構体に設けられた鉄道車両において、動力を使わずに換気を促進できると共に、外気や雨水が排気口に流入することを抑制できる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様は、（１）車室の空気を車外に排気する排気口を備える鉄道車両において、前記排気口は、車両長手方向の両端に設けられた一対の妻構体に各々設けられており、前記一対の妻構体には、それぞれ、下方のみに開口する状態で前記排気口の周囲を覆うように配設され、前記排気口に連通する流路を形成するカバーと、前記排気口を塞ぐ塞ぎ板であって、前記排気口より下側の位置で下端部を揺動可能に支持され、自重で前記妻構体に対して車外側に揺動する前記塞ぎ板と、を有し、前記塞ぎ板は、車幅方向の横寸法が前記カバーより小さく設定され、前記妻構体と前記カバーとの間に架け渡された状態で前記カバーに係止されて前記流路の一部を塞ぎ、走行時に前記カバーの下方から進入する風圧で妻構体側に揺動し、前記排気口を塞ぐこと、を特徴とする。

【0011】

上記構成の鉄道車両は、停車中、一対の妻構体に設けられた塞ぎ板が、それぞれ、自重によってカバーに係止される位置まで揺動し、排気口を開放する。鉄道車両が走行し始めると、前方側（鉄道車両が進行する方向を基準として前方に位置する側）の妻構体では、カバーの下方から流路に進入した外気の風圧によって塞ぎ板が妻構体側に揺動し、排気口を塞ぐ。一方、後方側（鉄道車両が進行する方向を基準として後方に位置する側）の妻構体では、塞ぎ板が風圧を受けず、排気口を開放し続ける。このように、鉄道車両は、動力を使わなくても、塞ぎ板の自重と風圧を利用して、一対の妻構体の少なくとも一方において排気口を開放し、換気を促進できる。カバーが下方のみに開口する状態で排気口の周囲を覆うため、開放された排気口に雨水が流入しにくい。鉄道車両が走行する場合、前方側の妻構体では、塞ぎ板が風圧で排気口を塞ぐので、外気と雨水が排気口に流入しない。一方、後方側の妻構体では、塞ぎ板が排気口より下側の位置で妻構体とカバーとの間に掛け渡され、流路の一部を塞ぐので、カバー内に進入した雨水が排気口に流入することを抑制しつつ、車室の空気を排気口から車外に排出できる。従って、上記構成の鉄道車両によれば、動力を使わずに換気を促進できると共に、外気や雨水が排気口に流入することを抑制できる。

【0012】

（２）（１）に記載する鉄道車両において、前記塞ぎ板は、前記妻構体側に凹む受圧凹部を有すること、が好ましい。

【0013】

上記構成の鉄道車両は、受圧凹部によって、外気の風圧が塞ぎ板に作用する受圧面積が大きくされるので、車両走行開始後に、車両進行方向に位置する妻構体の塞ぎ板が風圧で排気口を塞ぎやすい。

【0014】

（３）（１）又は（２）に記載する鉄道車両において、前記カバーの下方開口部に、前記流路に進入する外気を前記カバーの内壁に向かって整流する１又は２以上のルーバが配設されていること、が好ましい。

【0015】

上記構成の鉄道車両は、カバーの下方から流路に進入した雨水がカバーの内壁に当たり、外気から除去されるため、雨水が排気口に流入しにくい。

【0016】

（４）（１）から（３）の何れか１つに記載する鉄道車両において、前記妻構体は貫通幌が取り付けられ、前記排気口は、前記貫通幌の上方に設けられていること、が好ましい。

【0017】

上記構成の鉄道車両は、走り出すと、貫通幌に沿って流れる外気がカバーの下方から進入し、塞ぎ板を風圧で揺動させやすい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、車室の空気を車外に排気する排気口が妻構体に設けられた鉄道車両において、動力を使わずに車室の換気を促進できると共に、走行中に外気や雨水が排気口に流入することを抑制できる技術を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る鉄道車両の上面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】図１に示す鉄道車両を第１妻構体の車外側から見た図である。

【図4】排気構造の正面図である。

【図5】図４のＢ－Ｂ断面図である。

【図6】図４のＣ－Ｃ断面図である。

【図7】図５のＤ－Ｄ断面図である。

【図8】車両進行方向と外気の流れとの関係を説明する図である。

【図9】前方側の妻構体に設置した塞ぎ板の動作を説明する図である。

【図10】後方側の妻構体に設置した塞ぎ板の動作を説明する図である。

【図11】排気の流れを説明する図である。

【図12】車両進行方向と外気の流れとの関係を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、在来線で使用される小型車両に、本発明を適用したものである。

【0021】

（鉄道車両の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る鉄道車両１００の上面図である。図１では、ダクト構造を示すため、屋根構体１０２の記載を省略している。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。鉄道車両１００は、台枠１０１と、屋根構体１０２と、第１及び第２側構体１０３Ａ，１０３Ｂと、第１及び第２妻構体１０４Ａ，１０４Ｂの６面体で車体を構成され、車室１０５を備える。第１及び第２妻構体１０４Ａ，１０４Ｂは「一対の妻構体」の一例である。第１妻構体１０４Ａは第１排気構造１Ａを備え、第２妻構体１０４Ｂは第２排気構造１Ｂを備える。

【0022】

第１空調機１２０Ａと第２空調機１２０Ｂは、屋根構体１０２上に設置され、屋根構体１０２と天井パネル１０８との間に配設された空調ダクト１３０に接続されている。空調ダクト１３０は、車室１０５に連通している。第１空調機１２０Ａと第２空調機１２０Ｂは、それぞれ、車外と車室１０５から空気を取り入れるリターン口１２２と、調和空気を空調ダクト１３０に吹き出す吹出口１２３とを備える。第１及び第２側構体１０３Ａ，１０３Ｂは、例えば、開閉扉１０６や図示しない戸袋や側窓を備える。

【0023】

図３は、図１に示す鉄道車両１００を第１妻構体１０４Ａの車外側から見た図である。第１妻構体１０４Ａは、ドア１０４１によって開閉される妻出入口１０４２が、車幅方向中央部に設けられている。第１妻構体１０４Ａは、鉄道車両１００同士を連結する場合、貫通幌１０７が妻出入口１０４２の外側に沿って取り付けられる。第１排気構造１Ａは、貫通幌１０７の上方（妻出入口１０４２の上側）に、配設されている。第２妻構体１０４Ｂは、第１妻構体１０４Ａと同様に構成されているので、説明を省略する。

【0024】

（排気構造の構成）
第１及び第２排気構造１Ａ，１Ｂは同様に構成されている。そこで、以下の説明と図面において特に区別する必要がない場合、「第１及び第２妻構体１０４Ａ，１０４Ｂ」を「妻構体１０４」と総称し、「第１及び第２排気構造１Ａ，１Ｂ」を「排気構造１」と総称する。図４は、排気構造１の正面図である。図５は、図４のＢ－Ｂ断面図である。図６は、図４のＣ－Ｃ断面図である。図７は、図５のＤ－Ｄ断面図である。

【0025】

排気構造１は、主として、排気ダクト２と、ベースプレート６と、塞ぎ板３と、カバー４とを備える。排気ダクト２は車内に配設され、車室１０５と連通している。ベースプレート６は、妻構体１０４の外側面に固定され、車室１０５の空気を車外に排出するための排気口６１が形成されている。カバー４は、下方のみに開口する状態で排気口６１の周囲を覆うように妻構体１０４に固定され、排気口６１に連通する流路９を形成している。塞ぎ板３は、排気口６１を塞ぐ部材である。塞ぎ板３は、排気口６１より下側の位置で下端部をベースプレート６に揺動可能に支持され、自重で妻構体１０４に対して車外側に揺動するように設けられている。排気口６１は妻構体に設けられた「排気口」の一例である。

【0026】

図５に示すように、妻構体１０４には、貫通幌１０７の上方（妻出入口１０４２の上側）に、構体開口部１０４３が開設されている。排気ダクト２は、屋根構体１０２と天井パネル１０８との間に配設され、構体開口部１０４３と車室１０５とを連通させている。排気ダクト２は、車室１０５側に位置する妻構体１０４の内側面に一端を溶接等で固定され、第１排気ダクト開口部２１が構体開口部１０４３に連通している。排気ダクト２は、天井パネル１０８に他端を固定され、第２排気ダクト開口部２２が車室１０５に連通している。

【0027】

図７に示すように、構体開口部１０４３は、車幅方向（図中左右方向）に横長な長方形状に設けられている。第１排気ダクト開口部２１は、構体開口部１０４３より縦寸法と横寸法が短い長方形状に形成されている。ベースプレート６は、構体開口部１０４３より大きい長方形状をなし、構体開口部１０４３を塞ぐように妻構体１０４に固定されている。

【0028】

ベースプレート６には、第１排気ダクト開口部２１と重なる位置に、排気口６１が長方形状に開設されている。排気口６１は、第１排気ダクト開口部２１より小さい開口面積で形成されている。これにより、第１排気ダクト開口部２１から流出される空気は、排気口６１にて流速を加速させ、車外に排出されやすい。

【0029】

図４及び図５に示すように、カバー４は、下方のみに開口する状態で排気口６１の周囲を囲むように配設され、排気口６１に連通する流路９を形成する。カバー４は、上板４１と、一対の側板４２，４３と、前板４４と、フランジ部４５とを備える。上板４１は、長方形状をなす。一対の側板４２，４３は、上板４１の長手方向両端部に接続している。前板４４は、上板４１と一対の側板４２，４３の妻構体１０４と反対側に位置する前部に接続している。フランジ部４５は、上板４１と一対の側板４２、４３の妻構体１０４側に位置する後部に沿って、上板４１と一対の側板４２，４３に対して直角に設けられている。

【0030】

図５及び図６に示すように、カバー４は、ベースプレート６の外形とほぼ同じ寸法で形成され、フランジ部４５をベースプレート６に重ねた状態で固定部材４８によって妻構体１０４に固定されている。なお、カバー４とベースプレート６は個別に妻構体１０４に固定されてもよい。

【0031】

図５に示すように、カバー４には、受金５と複数のルーバ４６を備える。受金５は、前板４４の内壁にボルトや溶接などで固定され、妻構体１０４に対して車外側に揺動した塞ぎ板３を下側から支えるように係止する。図４及び図５に示すように、カバー４は、前板４４とベースプレート６（妻構体１０４）との間の距離が、塞ぎ板３の上下方向（短辺方向）の寸法より短くなるように、設けられている。これにより、カバー４は、塞ぎ板３をカバー４内で揺動させて排気口６１を開閉させつつ、カバー４が妻構体１０４から張り出す量を抑制し、空気抵抗を低減させることができる。図５及び図６に示すように、塞ぎ板３が妻構体１０４に対して車外側に揺動した場合、妻構体１０４と前板４４との間に架け渡されるように、カバー４は受金５の取付位置を調整されている。

【0032】

図４及び図５に示すように、複数のルーバ４６は、カバー４の下方開口部に配設され、流路９に進入する外気を整流する整流手段を構成する。図６に示すように、複数のルーバ４６は、妻構体１０４に対して平行に配列され、両端部が一対の側板４２，４３に固定されている。複数のルーバ４６は、カバー４の下方開口部に進入した外気を前板４４に案内するように、向きを調整されている。

【0033】

塞ぎ板３は、排気口６１より大きい長方形状をなし、一対の蝶番８，８を介してベースプレート６に取り付けられている。一対の蝶番８，８は、それぞれ、塞ぎ板３の下端部と、ベースプレート６の排気口６１より下側部分とに結合されている。塞ぎ板３は、重心より下側に位置する下端部が一対の蝶番８，８を介してベースプレート６に連結されているので、自重で妻構体１０４に対して車外側に揺動して排気口６１を開放することができる。

【0034】

ベースプレート６は、妻構体１０４に当接する裏面と反対側に位置する表面に、パッキン７が接着されている。パッキン７は、弾性材料で形成され、排気口６１の車幅方向外縁部（図７において左右の外縁部）と上側外縁部（図７において上側の外縁部）に沿って配設されている。塞ぎ板３は、パッキン７を介して、妻構体１０４に固定されたベースプレート６に係止され、排気口６１を塞ぐ。

【0035】

図５及び図６に示すように、塞ぎ板３は、排気口６１に対応する位置に、受圧凹部３ａが設けられている。塞ぎ板３は、排気口６１より内側となる領域で、妻構体１０４側に凹むように受圧凹部３ａが形成されている。これにより、塞ぎ板３は、受圧凹部３ａをベースプレート６に衝突させることなく揺動し、パッキン７に密着できる。

【0036】

本実施形態の受圧凹部３ａは、図５に示すように、塞ぎ板３を短辺方向（図中上下方向）に沿って切断した場合の断面において、直角三角形状になるように設けられている。受圧凹部３ａは、直角部が塞ぎ板３の重心より上側に位置するように配設され、塞ぎ板３が自重で、妻構体１０４に対して車外側に揺動しやすくしている。尚、受圧凹部３ａの断面形状は、本実施形態に限らず、直角三角形以外の三角形状でもよいし、矩形状や円弧形状であってもよい。

【0037】

本実施形態の塞ぎ板３は、図６及び図７に示すように、長方形状の枠体３１の中央開口部に、受圧凹部３ａを形成する受圧凹部形成部材３２を嵌め合わせ、固定部材３３を用いて両者を結合することで形成されている。

【0038】

図６に二点鎖線で示すように、塞ぎ板３は、車幅方向（図中左右方向）の横寸法がカバー４の車幅方向の横寸法（一対の側板４２，４３の間隔）より小さく設定され、受金５に係止された場合に流路９の一部を塞ぐ。そのため、塞ぎ板３が受金５に係止された場合、排気口６１は、側板４２と塞ぎ板３との間に形成される空隙部９ａと、側板４３と塞ぎ板３との間に形成される空隙部９ｂを介して、カバー４の下方開口部と連通する。

【0039】

続いて、鉄道車両１００の排気動作について説明する。図２に示すように、鉄道車両１００では、第１及び第２空調機１２０Ａ，１２０Ｂがリターン口１２２を介して車外と車室１０５から空気を取り入れて調和空気を生成し、吹出口１２３から空調ダクト１３０に供給する。調和空気は、空調ダクト１３０から車室１０５に供給される。そのため、車室１０５は、車外から取り入れた新鮮気の分だけ、圧力が上昇する。そこで、車室１０５の空気は、開閉扉１０６や図示しない戸袋の隙間や第１及び第２排気構造１Ａ，１Ｂから、新鮮気と同じ風量で車外に排出される。

【0040】

図５に示すように、塞ぎ板３は、重心より下側となる下端部が、ベースプレート６に揺動可能に支持されている。そのため、鉄道車両１００が停車する場合、図２に示すように、第１及び第２妻構体１０４Ａ，１０４Ｂでは、それぞれ、塞ぎ板３が下端部を基点に、妻構体１０４に対して車外側へ自重で揺動して、受金５に係止され、排気口６１を開放する。このように、排気口６１を開放する塞ぎ板３の姿勢を「第１姿勢」とする。

【0041】

この場合、図２に示すように、鉄道車両１００は、開閉扉１０６や戸袋の隙間だけでなく、第１及び第２妻構体１０４Ａ，１０４Ｂの排気口６１からも、車室１０５の空気を車外に排出する。よって、鉄道車両１００は、新鮮気の導入量を増やして、車室１０５の換気を促進することができる。排気口６１は、妻出入口１０４２より上方に設けられている。そのため、鉄道車両１００は、開閉扉１０６や図示しない戸袋の隙間などから排出できない空気（例えば、天井パネル１０８付近や妻構体１０４付近の空気）を、排気口６１を介して車外に排出でき、車室１０５全体の換気を促進できる。

【0042】

図８は、車両進行方向Ｘ１と外気の流れＹ１との関係を説明する図である。図８の矢印Ｘ１は、列車（鉄道車両１００）の進む方向（以下「車両進行方向」とする）を示し、矢印Ｙ１は列車（鉄道車両１００）から見た外気の流れを示す。鉄道車両１００は、貫通幌１０７を介して別の鉄道車両１００に連結され、列車を編成する。

【0043】

列車が車両進行方向Ｘ１（図中左方向）に走り出すと、図中矢印Ｙ１に示すように、外気が、車両進行方向Ｘ１と反対向きに鉄道車両１００や貫通幌１０７の周りを流れる。鉄道車両１００の連結部では、前方の鉄道車両１００の屋根構体１０２に沿って車両進行方向Ｘ１と逆向きに流れる外気が、後方側［鉄道車両が進行する方向（ここでは車両進行方向Ｘ１）を基準として後方に位置する側］の第２妻構体１０４Ｂ付近で貫通幌１０７側に向きを変える。外気は、貫通幌１０７の上面に沿って、後方の鉄道車両１００に向かって流れると、後方の鉄道車両１００の前方側［鉄道車両が進行する方向（ここでは車両進行方向Ｘ１）を基準として前方に位置する側］の第１妻構体１０４Ａに当たり、屋根構体１０２側に流れ方向を変える。そして、外気は、後方の鉄道車両１００の屋根構体１０２に沿って車両進行方向Ｘ１と逆向きに流れる。

【0044】

各鉄道車両１００では、前方側の第１妻構体１０４Ａ付近が正圧となり、後方側の第２妻構体１０４Ｂ付近が負圧となる。

【0045】

図９は、前方側の第１妻構体１０４Ａに設置した塞ぎ板３の動作を説明する図である。図中Ｙ１に示すように、貫通幌１０７に沿って後方に流れた外気は、第１妻構体１０４Ａに当たると、屋根構体１０２側に向きを変え、カバー４の下方開口部から流路９に進入する。外気は、ルーバ４６，４６によって、前板４４に向かって流れる。外気は、前板４４にぶつかった後、第１姿勢の塞ぎ板３に向かって流れる。塞ぎ板３は、この外気の風圧によって、第１妻構体１０４Ａ側へ押圧される。

【0046】

カバー４は下方のみに開口している。そのため、塞ぎ板３に作用する風圧は、鉄道車両１００が加速するにつれて、上昇する。塞ぎ板３に作用する風圧が塞ぎ板３の自重を超えると、塞ぎ板３は、第１妻構体１０４Ａ側に高速で揺動する。塞ぎ板３は、パッキン７を介して第１妻構体１０４Ａに係止され、排気口６１を塞ぐ。この排気口６１を塞ぐ塞ぎ板３の姿勢を「第２姿勢」とする。例えば、車速が時速３０～４０ｋｍに到達すると、塞ぎ板３が風圧で自動的に第１姿勢から第２姿勢に変位する。これにより、鉄道車両１００は、走行中、前方側の第１妻構体１０４Ａ付近が正圧となり、外気や雨水がカバー４内に入り込んでも、排気口６１に外気や雨水が流入しない。

【0047】

特に、塞ぎ板３の下端部は、図７に示すように、ベースプレート６と僅かに重なる状態で一対の蝶番８，８を介してベースプレート６に支持されている。また、塞ぎ板３の上端外縁部と左右外縁部は、パッキン７に密着する。よって、第２姿勢となった塞ぎ板３は、排気口６１の周囲に殆ど隙間を形成せずに、排気口６１を塞ぐことができ、外気や雨水が排気口６１に流入することを防止できる。

【0048】

図１０は、後方側の第２妻構体１０４Ｂに設置した塞ぎ板３の動作を説明する図である。図１１は、排気の流れＺを説明する図である。図中Ｙ１に示すように、第１妻構体１０４Ａ側から屋根構体１０２に沿って流れた外気は、後方側の第２妻構体１０４Ｂにて、第２排気構造１Ｂのカバー４側に向きを変える。そして、貫通幌１０７に沿って後方へ流れる。車内側からの排気風量と塞ぎ板３の自重により、第２妻構体１０４Ｂの塞ぎ板３は、鉄道車両１００が走行を開始した後も、第１姿勢を維持し続ける。

【0049】

第２妻構体１０４Ｂ付近が負圧状態であれば、流路９の空気は、カバー４の下方からカバー４の外側に吸引される。これにより、流路９の圧力が、車室１０５の圧力より低くなり、車室１０５の空気が排気口６１から車外に排出されやすい。

【0050】

図１１に示すように、第１姿勢の塞ぎ板３の車幅方向両側には、空隙部９ａ，９ｂが形成されている。そのため、排気口６１から排出された空気は、図中矢印Ｚに示すように、空隙部９ａ，９ｂを通ってカバー４の下方へ流れる。流路９の流路面積が空隙部９ａ，９ｂにて絞られるため、排気口６１から排出された空気は、空隙部９ａ，９ｂにて流速を加速され、カバー４から流出しやすい。

【0051】

尚、鉄道車両１００が雨天時に走行しても、カバー４が排気口６１の周りを覆っているため、雨水が開放された排気口６１に流入しない。仮に、貫通幌１０７に当たった雨水が、カバー４内に入り込んでも、塞ぎ板３が第２妻構体１０４Ｂとカバー４の前板４４との間に掛け渡されている。そのため、雨水は、塞ぎ板３に遮られ、排気口６１に流入しにくい。

【0052】

鉄道車両１００は、走行中、第１妻構体１０４Ａ側の排気口６１は塞ぎ板３によって塞がれるが、第２妻構体１０４Ｂ側の排気口６１は開放されている。そのため、鉄道車両１００は、走行中に開閉扉１０６が閉じられているが、車室１０５の空気を一方の排気口６１から排気することができ、車室１０５の換気が促進される。

【0053】

鉄道車両１００が減速して停車する場合、前方側の第１妻構体１０４Ａでは、塞ぎ板３に作用する風圧が小さくなる。塞ぎ板３は、一対の蝶番８，８を基点として、第１妻構体１０４Ａに対して車外側に高速で揺動し、第２姿勢から第１姿勢に自動的に復帰する。なお、第２妻構体１０４Ｂ側に設けた塞ぎ板３は、第１姿勢を維持し続ける。第１妻構体１０４Ａと第２妻構体１０４Ｂの塞ぎ板３がそれぞれ第１姿勢になると、車両停車時と同様に、車室１０５の空気が、第１妻構体１０４Ａと第２妻構体１０４Ｂの両方の排気口６１から車外に排出される。

【0054】

なお、図１２に示すように、鉄道車両１００が、上記車両進行方向Ｘ１と反対の車両進行方向Ｘ２に進行する場合、図中Ｙ２に示すように、外気の流れも反対となる。この場合、第２妻構体１０４Ｂが前方側の妻構体となり、第１妻構体１０４Ａが後方側の妻構体となる。この場合、鉄道車両１００は、走行中、第２妻構体１０４Ｂに設けられた第２排気構造１Ｂの塞ぎ板３が第２姿勢となり、第１妻構体１０４Ａに設けられた第１排気構造１Ａの塞ぎ板３が第１姿勢となる。この動作は、鉄道車両１００が車両進行方向Ｘ１に走行する場合と同様なので、説明を省略する。

【0055】

（流入確認試験について）
発明者らは、鉄道車両１００と同様の構成を備える実車を用いて、車両走行時に排気口６１に外気が流入するか否かを確認する実験を行った。実験では、タフト法（目視可能な糸）若しくは煙を用いて、車室１０５の空気の流れを可視化した。車室１０５にビデオカメラを設置し、可視化した空気の流れを撮影し録画した。その結果、車両停車時にも、車両走行時にも、外気が車室１０５に流入しないことを確認した。

【0056】

以上説明したように、本実施形態の鉄道車両１００は、停車中、第１及び第２妻構体１０４Ａ，１０４Ｂに設けられた塞ぎ板３が、それぞれ、自重によってカバー４に係止される位置まで揺動し、排気口６１を開放する。鉄道車両１００が走行し始めると、前方側［車両進行方向Ｘ１（Ｘ２）に位置する側］の第１妻構体１０４Ａ（第２妻構体１０４Ｂ）では、塞ぎ板３が風圧によって第１妻構体１０４Ａ（第２妻構体１０４Ｂ）側に揺動し、排気口６１を塞ぐ。一方、後方側［車両進行方向Ｘ１（Ｘ２）と反対側に位置する側］の第２妻構体１０４Ｂ（第１妻構体１０４Ａ）では、塞ぎ板３が風圧を受けず、排気口６１を開放し続ける。このように、鉄道車両１００は、動力を使わなくても、塞ぎ板の自重と風圧を利用して、第１妻構体１０４Ａと第２妻構体１０４Ｂの少なくとも一方において排気口６１を開放し、排気を促進できる。カバー４が下方のみに開口する状態で排気口６１の周囲を覆うため、開放された排気口６１に雨水が流入しにくい。鉄道車両１００が走行する場合、前方側の第１妻構体１０４Ａ（第２妻構体１０４Ｂ）では、塞ぎ板３が風圧で排気口６１を塞ぐので、外気と雨水が排気口６１に流入しない。一方、後方側の第２妻構体１０４Ｂ（第１妻構体１０４Ａ）では、塞ぎ板３が排気口６１より下側の位置で妻構体１０４とカバー４との間に掛け渡され、流路９の一部を塞ぐので、カバー４内に入り込んだ雨水が排気口６１に流入することを抑制しつつ、車室１０５の空気を排気口６１から車外に排出できる。従って、本実施形態の鉄道車両１００によれば、動力を使わずに車室１０５の換気を促進できると共に、走行中に外気や雨水が排気口６１に逆入することを抑制できる。

【0057】

尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。例えば、特急列車等に本発明の鉄道車両を適用してもよい。

【0058】

塞ぎ板３は受圧凹部３ａを備えなくてもよい。但し、上記実施形態のように塞ぎ板３に受圧凹部３ａを設けると、受圧凹部３ａによって、外気の風圧が塞ぎ板３に作用する受圧面積が大きくされる。これにより、鉄道車両１００は、車両走行開始後、前方側の第１妻構体１０４Ａ（第２妻構体１０４Ｂ）の塞ぎ板３が風圧で排気口６１を塞ぎやすくなる。

【0059】

ルーバ４６は１つでもよい。また、ルーバ４６は、省略してもよい。但し、上記実施形態のように、カバー４の下方から流路９に進入した外気をカバー４（前板４４）の内壁に向かって整流するようにルーバ４６をカバー４に設けることにより、カバー４の下方から流路９に進入した雨水が、カバー４（前板４４）の内壁に当たり、外気から除去される。そのため、雨水が排気口６１に流入しにくくなる。

【0060】

排気口６１は、貫通幌１０７（妻出入口１０４２）の側方に設けられてもよい。但し、上記実施形態のように排気口６１が貫通幌１０７の上方（妻出入口１０４２の上側）に設けた場合、鉄道車両１００が走り出すと、貫通幌１０７に沿って流れる外気がカバー４の下方から進入し、塞ぎ板３を風圧で揺動させやすくなる。

【0061】

受金５を省略し、カバー４の前板４４によって塞ぎ板３を係止してもよい。但し、カバー４に受金５を設けることで、塞ぎ板３とカバー４との間で生じる摩擦を減らし、塞ぎ板３を円滑に揺動させることができる。

【0062】

受金５は、一対の側板４２，４３の両方若しくは一方の内壁に取り付けられてもよい。但し、上記実施形態のように受金５を前板４４に固定し、塞ぎ板３の揺動経路上に配設することで、塞ぎ板３が受金５に係止された場合に形成される空隙部９ａ，９ｂを広く確保し、排気効率を良好にすることができる。

【0063】

カバー４の形状は上記実施形態に限らず、例えば、上板４１と前板４４との接続部分を円弧状に形成してもよい。また、カバー４の後部に後板を設けてもよい。但し、上記実施形態のように、カバー４は、前板４４と対向する面を備えなくても、妻構体１０４に固定されることで、妻構体１０４との間に流路９を形成できる。これによれば、カバー４の下方開口部付近に余分な段差が形成されず、妻構体１０４にぶつかった外気をカバー４に円滑に進入させることができる。

【0064】

排気ダクト２は、排気ファンを介して車室１０５に連通させてもよい。排気ファンが稼動している場合でも、車速が速いと、妻構体１０４に作用する風圧が大きくなり、外気や雨水が排気口６１に流入する虞がある。しかし、上記実施形態のように、塞ぎ板３やカバー４などを備えることで、外気や雨水が排気口６１に流入することを防止できる。

【0065】

塞ぎ板３は１部品で形成してもよい。但し、上記実施形態のように、枠体３１と受圧凹部形成部材３２を別々に形成することで、塞ぎ板３を加工する手間を軽減できる。

【0066】

例えば、図５に示すように、天井パネル１０８に取り付けられて第２排気ダクト開口部２２を覆う部材を備える場合、その部材を天井パネル１０８から取り外し、第２排気ダクト開口部２２側から排気口６１の排気ダクト２側に、虫等の侵入を防ぐフィルタを設置してもよい。

【符号の説明】

【0067】

３ 塞ぎ板
４ カバー
９ 流路
６１ 排気口
１００ 鉄道車両
１０４Ａ 第１妻構体
１０４Ｂ 第２妻構体
１０５ 車室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】