JP4486490B2

JP4486490B2 - 整流カバー

Info

Publication number: JP4486490B2
Application number: JP2004374714A
Authority: JP
Inventors: 哲郎佐藤; 功成瀬; 忠藤井
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd; Central Japan Railway Co
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd; Central Japan Railway Co
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: JP2006182059A

Description

本発明は、新幹線電車など高速鉄道車両の屋根に取り付けられるようなものであって、所定の距離離して配置され、その間に設けられたケーブルヘッドを走行によって生じる気流から保護する一対の整流カバーに関し、特にそれ自身から発生する風切り音を抑えて騒音の低減を図った整流カバーに関する。

新幹線電車などでは、車両の屋根部に設けられたパンタグラフによって架線から集電しているが、パンタグラフは１編成中に２台しかないので、パンタグラフのない車両ユニットには車体の屋根上で特高圧引き通しが行われている。すなわち、編成車両における各車両間に連結部が配設され、電気の授受が行われる構成がとられている。架線から供給される高電圧（例えば２５０００Ｖ）の電気を利用して走行する、新幹線車両など高速鉄道の編成車両では、屋根に突き出したパンタグラフの風切り音が騒音となるため、極力数を減らして２台にしている。そのため、高電圧のケーブルで１編成中の車両間をレール方向に接続し、大電力を必要とする全車両に高電圧の電気が行き渡るように構成されている。

新幹線電車の特高圧引き通しにおいて、車両と車両との間にある連結部では、絶縁電線と絶縁端子で接続するジョイント方式が一般的である。しかし、営業運転中に車両の電気装置が地絡した場合、故障した部分を電気的に切り離さなければ編成全体が停電してしまうため、列車の半分でも通電可能な走行状態にして自走が可能になるように、編成の中程には図６に示すようなケーブルヘッド式ジョイントが設けられている。このケーブルヘッド式ジョイントは、前後の車両の前後端屋根部２０１，２０２に対称的に設けられ、碍子であるケーブルヘッド１の先端に端子２が設けられ、その端子２間がケーブル（導線）３によって接続されている。
特開２００４−２７６７８０号公報（第２−３頁、図２，３，５）

こうしたケーブルヘッド式ジョイントに用いられるケーブルヘッド１は、大きく、しかも碍子特有の形状としてひだの多い複雑な形状をしている。そのため、ケーブルヘッド１や、その他にも端子２やケーブル３に高速走行による気流が当たると大きな騒音を発生することになる。そこで、従来のケーブル式ジョイントにおいても、図６に示すように、高速な気流がケーブルヘッド１などに当たらないように保護するための整流カバー１００が設けられている。しかし、こうした従来の整流カバー１００は、高速の気流にさらされると、ケーブルヘッド１などの流体騒音を緩和することはできるが、その整流カバー１００自身が新たな騒音源となるため改善の必要があった。

特に、新幹線電車のような高速鉄道車両は、車体間の連結部分でも気流の抵抗によって騒音を発しないように、図６に示すよう車体外形に沿った外幌２０３が設けられる。そうした場合、外幌２０３が無ければ車体間に位置するケーブル３と車体側との距離が確保できるが、外幌２０３が存在することによってケーブル３と車体側（外幌２０３）との距離が近くなる。そのため、絶縁を確保するためにもケーブルヘッド１の角度を上げてケーブル３の位置を上げる必要がある。しかし、ケーブルヘッド１の角度が大きくなると、最も騒音源となり得るそのケーブルヘッド１が気流にさらされるため、それを回避するには整流カバー１００が大きくなってしまい、整流カバー１００が原因となって気流の乱れが大きくなり、それが騒音の原因となる。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、騒音を抑えた整流カバーを提供することを目的とする。

本発明の整流カバーは、高速走行する鉄道車両の車体表面に突設され、走行方向において前後対称に設けられた一対のものであって、それぞれ両者が向かい合う方向に断面積が大きくなるように形成され、その向かい合った固定面に設けられたケーブルヘッドを走行によって生じる気流から保護するものであり、前記固定面の外周には曲面が形成され、曲率半径ｒが、車両走行時の最高速度をＵ、空気の動粘性係数をν、レイノルズ数Ｒを３×１０ ⁵ 以上としてＲ＝ｒＵ／νから求めたＲν／Ｕを最小値とし、前記固定面に固定された前記ケーブルヘッドの最大横幅寸法をＤとした場合の０．５Ｄを最大値とした範囲内で設定されたものであることを特徴とする。

また、整流カバーは、高速走行する鉄道車両の車体表面に突設され、走行方向において前後対称に設けられた一対のものであって、それぞれ両者が向かい合う方向に断面積が大きくなるように形成され、その向かい合った固定面に設けられたケーブルヘッドを走行によって生じる気流から保護するものであり、側面が上方から車両に連続する下方に向けて横幅が広くなるように裾部が形成されたものであることが好ましい。

また、本発明の整流カバーは、高速走行する鉄道車両の車体表面に突設され、走行方向において前後対称に設けられた一対のものであって、それぞれ両者が向かい合う方向に断面積が大きくなるように形成され、その向かい合った固定面に設けられたケーブルヘッドを走行によって生じる気流から保護するものであり、前記固定面の外周には曲面が形成され、曲率半径ｒが、車両走行時の最高速度をＵ、空気の動粘性係数をν、レイノルズ数Ｒを３×１０ ⁵ 以上としてＲ＝ｒＵ／νから求めたＲν／Ｕを最小値とし、前記固定面に固定された前記ケーブルヘッドの最大横幅寸法をＤとした場合の０．５Ｄを最大値とした範囲内で設定され、且つ側面は、上方から車両に連続する下方に向けて横幅が広くなるように裾部が形成されたものであることを特徴とする。
また、本発明の整流カバーは、前方投影形状を見た場合に、前記裾部は屋根に近づくにつれて横幅の増加率が大きくなるように形成されたものであることが好ましい。
更に、本発明の整流カバーは、上部外形が流線型であることが好ましい。

また、整流カバーは、高速走行する鉄道車両の車体表面に突設され、走行方向において前後対称に設けられた一対のものであって、それぞれ両者が向かい合う方向に断面積が大きくなるように形成され、その向かい合った固定面に設けられたケーブルヘッドを走行によって生じる気流から保護するものであり、前記固定面には凹部が形成され、そこに前記保護部材が一部入るようにして固定されたものであることが好ましい。

よって、本発明の整流カバーによれば、固定面外周に形成された曲面の曲率半径ｒを、例えばレイノルズ数Ｒを３×１０⁵ として３×１０⁵ ν／Ｕ≦ｒ≦０．５Ｄの範囲で設定することにより、従来よりも固定面外周の曲面の曲率半径が大きくなる。そして、これにより風上の整流カバーの後方では気流の巻き込み量が多くなるが、曲率半径を一定の範囲内で設定することで、過度な巻き込みを防止するとともに風下の整流カバーの特に固定面外周に当たる気流の乱れを減らして騒音を抑えることができる。

また、本発明の整流カバーによれば、前述した固定面外周の曲率半径ｒの大きさを、例えばレイノルズ数Ｒを３×１０⁵ として３×１０⁵ ν／Ｕ≦ｒ≦０．５Ｄの範囲で設定するとともに、裾部を設けることによって、風上の整流カバー後方で風の巻き込みが少なく気流の直進性が良くなり、且つ風下の整流カバーの特に固定面外周に当たる気流の乱れを減らし、両方の効果を得て騒音を抑えることができる。

また、整流カバーは、裾部を設けることによって、風上の整流カバー後方で風の巻き込みが少なく気流の直進性が良くなるので、風下の整流カバーへぶつかって気流の乱れが強くなる領域を小さくして騒音を抑えることができる。
更に、整流カバーは、前記固定面に形成した凹部内にケーブルヘッドが一部入るようにして固定すれば、整流カバー同士を近づけることにより、その間にできるスペースを小さくすることで、風上の整流カバー後方の流速が遅くなる領域を狭くしている。そのため、気流の巻き込みが少なくなって、風下の整流カバーの固定面外周に生じる気流の乱れが成長することを抑え、それによって騒音を抑えることができる。

次に、本発明に係る整流カバーの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態でも、高速鉄道車両の車両と車両との間に設けられたケーブルヘッド式ジョイントを例に挙げて説明する。そのケーブルヘッド式ジョイントは、図６に示すものと同様、編成車のほぼ中央に位置する前後の車両の連結部において対称的に設けられ、前後それぞれの整流カバーに対し、碍子であるケーブルヘッド１の先端に端子２が設けられ、先端の端子２同士にケーブル３が接続される。そこで、以下に従来の整流カバーと本発明に係る実施形態の整流カバーとを対比させながら説明する。

ここで、図１は、第１実施形態の整流カバーを示した図であり、図５は、従来の整流カバーを示した図である。両図面とも対称的に形成されたケーブルヘッド式ジョイントを構成する一方を示し、それぞれ平面（ａ）、側面（ｂ）、正面（ｃ）及び背面（ｄ）の４面を示している。整流カバー１００は、車両の走行方向に相当する長手方向に見て、断面積の大きいヘッド部分１０１から断面積が減少したテール部分１０２へと高さ及び幅が小さくなるように形成されている。ケーブルヘッド式ジョイントは、図６に示すように、ヘッド部分１０１が向かい合い、その傾斜した固定面にケーブルヘッド１が角度を上げるようにして突設されている。

ヘッド部分１０１を向かい合わせた一対の整流カバー１００は、風上のテール部分１０２から風下のテール部分１０２にかけてあたかも一体になって、その表面を滑るようにスムーズな風の流れができることが望ましい。そして、そのような整流カバー１００は、図（ｃ）（ｄ）に示すように、車両の進行方向つまり風の流れる方向に見た投影面内に保護部材であるケーブルヘッド１などが隠れる大きさで形成されている。そのため、（ｃ）図で示されるように、ケーブルヘッド１先端の端子２の高さよりもヘッド部分１０１の最上部が高くなるように形成されている。

また、前述したように、弛んだケーブル３最下端と車体側（外幌）との距離がある程度確保できるように（図６参照）整流カバー１００の高さが必要になる。そのため、整流カバー１００は気流の方向に対する投影面は、横幅に対して高さ方向に寸法が大きくなっている。ただし、ケーブルヘッド１、端子２及びケーブル３を気流から保護できる程度で、あまり大きくなりすぎないようにする必要がある。ケーブルヘッド１などに気流が直接当たって騒音が発生することを防止する一方で、走行方向に見た整流カバー１００の投影面積が大きすぎると、気流の乱れを発生させて騒音を大きくしてしまうからである。

ところで、風上の整流カバー１００ａは、風下の整流カバー１００ｂに気流がぶつからないように完全に保護することはできない。一対の整流カバー１００は走行方向によってどちらも風上になり得るので同じ大きさで形成しなければならず、しかも両者の間にはある程度の距離を設けなければならないため、風上の整流カバー１００ａを通り過ぎた気流が内側に巻き込んで風下の整流カバー１００ｂに当たってしまう。
なお、図７，８以外には記載していないが、各実施形態及び従来例の整流カバーにおいて、符号の末尾にａを付したものを風上の整流カバーとし、また符号の末尾にｂを付したものを風下の整流カバーとして説明することとする。

従って、風下の整流カバー１００ｂは、風上の整流カバー１００ａを通過した気流に対する保護範囲に入りきらない。そして、音源探査をしたところ、特に、風下の整流カバー１００ｂにおいて、ケーブルヘッド１が固定された固定面１１１の固定面外周１１２部分の騒音が大きかった。そこで、第１実施形態の整流カバー１０では、次のようにして騒音の低減を図っている。
つまり、図１に示す整流カバー１０において、風上の整流カバー１０ａからの気流が整流カバー１０ｂに当たるのは、ケーブルヘッド１が固定された固定面１１の固定面外周１２である。そのため、気流による騒音を低減させるには、この気流が衝突する固定面外周１２において、流れを乱して局所流速を上げないようにする。

図５に示す従来の整流カバー１００でも固定面外周１１２はなめらかな形状にすべく曲面が形成されている。風下の整流カバー１００ｂには、気流がぶつかる部分で流れの乱れ（圧力の時間的な変動）が小さくなるように滑らかに気流が通過することが望まれるからである。その際、気流を滑らかにするためには単純に固定面外周１１２に形成された曲面の曲率半径を大きくすることが考えられる。しかし、あまり曲率半径が大きすぎると、風上の整流カバー１００ａを通過した気流の内側への巻き込みを誘導してしまい、風下の整流カバー１００ｂへ多くの気流がぶつかってしまい逆に騒音を大きくすることになる。そこで、本実施形態では固定面外周１２の曲面について曲率半径の適切な範囲を求めた。

整流カバー１０の固定面１１には、その固定面外周１２が曲面（円筒面またはトーラス面）の一部で形成されている。その曲面の曲率半径をｒとした場合、ｒを基準長さとするレイノルズ数Ｒが３×１０⁵ 以上であることが望ましい。円柱に対して直交する気流を考えた場合、その抵抗係数Ｃ_D 値がレイノルズ数Ｒがほぼ３×１０⁵ くらいから低下するからである。そこで車両速度をＵ、動粘性係数をνとすると、レイノルズ数はＲ＝ｒＵ／νで表されるため、レイノルズ数Ｒが３×１０⁵ 以上の場合を考えると、３×１０⁵ ≦ｒＵ／νより、曲率半径はｒ≧３×１０⁵ ν／Ｕであることが好ましい。
なお、動粘性係数νは空気の場合ν＝１．４６×１０^-5ｍ²/ｓであり、高速鉄道車両の最高速度を３００ｋｍ／ｈ＝８３．３ｍ／ｓで考えると、ｒ≧５０ｍｍである。騒音は走行速度の上昇に応じて大きくなっていくためＵの値は最高速度で考える。

風下の整流カバー１０ｂとしては、固定面外周１２の曲率半径ｒの値が大きいほど、そこに衝突する気流が滑らかに流れるようになる。しかし、逆に風上の整流カバー１０ａを見た場合には、気流の巻き込みを誘導することになって風下の整流カバー１０ｂへ多くの風がぶつかるようになり、逆に騒音を大きくすることになる。そこで、風洞試験及びＣＦＤを行ってヘッド面外周の曲率半径ｒの上限値を検討した。

整流カバー１０は、弛んだケーブル３を車体側から距離をとる必要があるため、固定面１１の高さ方向を下げることはできない。一方、横幅は気流からケーブルヘッド１などを保護する観点から、ケーブルヘッド１の最大直径の約２倍になった。そこで、固定面１１は縦長になり、固定面外周１２に形成される曲面の大きさは寸法の短い横幅を考慮して決定することとした。
風上の整流カバー１０ａの後方ではできる限り巻き込みを無くして気流を直進させることが有効であることから、ケーブルヘッド１の最大直径をＤとして考えた場合、直径Ｄの１／２までが適当であることが分かった。よって、曲率半径ｒは次の範囲内で定めることが好ましい。
３×１０⁵ ν／Ｕ≦ｒ≦０．５Ｄ …（１）

ここで、具体的に整流カバーの寸法を見てみる。従来の整流カバー１００は、図６に示すように、走行方向の長さＬは３５００ｍｍ、固定面１１の最も高い位置である高さｈが６５０ｍｍである。そして、ケーブルヘッド１の最大直径Ｄが３５０ｍｍであり、そのケーブルヘッドが固定された固定面１１の横幅、すなわち整流カバー１００の横幅Ｔは、２Ｄ＝７００ｍｍである。こうした寸法は整流カバーの基準寸法であり、第１実施形態の整流カバー１０においても同じである。そして、従来の整流カバー１００は、その固定面外周１１２の曲率半径ｒは４０ｍｍであった。

これに対して本実施形態では、前述したように空気の動粘性係数νを１．４６×１０^-5ｍ²/ｓ、最高速度を３００ｋｍ／ｈ＝８３．３ｍ／ｓとすると、曲率半径ｒの範囲は前記（１）式から５０ｍｍ≦ｒ≦１７５ｍｍとなった。そこで、図１に示す整流カバー１０では、曲率半径ｒを６０ｍｍとして、従来の曲率半径ｒが４０ｍｍとの間でＣＦＤ（Computational Fluid Dynamics）による音源の強さ評価を行った。すると、従来の整流カバー１００の音のパワーを０．０ｄＢとした場合、本実施形態の整流カバー１０では−１．３ｄＢにまで抑えられた。また、図示しないが範囲内において曲率半径ｒを１２０ｍｍとした場合の音源の強さ評価では、−３．５ｄＢにまでなった。

更に、整流カバー１０について図７に示すように平均流速分布のシミュレーションを行った。すると、流速分布Ｐ１に示された風下の整流カバー１０ｂの固定面外周１２部分では、局所流速が小さくなった。すなわち、整流カバー１０の固定面外周１２の曲率半径ｒを調整することにより、風上の整流カバー１０ａによってある程度の気流の巻き込みが生じてしまっても、風下の整流カバー１０における固定面外周１２の曲面では、気流の乱れが強い領域において圧力変動を小さくして騒音を低減することができた。

次に、ケーブルヘッド式ジョイントの整流カバーについて第２実施形態を説明する。図２は、本実施形態の整流カバーを示した図であり、平面（ａ）、側面（ｂ）、正面（ｃ）及び背面（ｄ）の４面を示している。前記第１実施形態では、風下の整流カバー１０ｂの固定面外周１２にぶつかる気流に着目し、その曲率半径ｒの大きさを決定した。しかし、本実施形態の整流カバー２０では、そうした風下の整流カバー２０ｂへ衝突する気流を極力抑えるようにするため、風上の整流カバー２０ａを通過した気流ができる限り直進するようにした。

本実施形態の整流カバー２０も図６に示す従来例と同様に、長手方向に見て断面積の大きいヘッド部分１０１から断面積が減少してテール部分１０２へと高さ及び幅が小さくなるように形成されている。そして、長さ方向の寸法Ｌや高さ寸法も同じである。
固定面２１が向かい合い、その傾斜した固定面２１にケーブルヘッド１が角度を上げるようにして突設されている。そして、本実施形態では、風上の整流カバー２０ａを通過した気流ができる限り直進するように、両サイドが裾広がりになるように裾部２３が形成されている。

整流カバー２０は、図（ｃ）（ｄ）から前方投影形状を見た場合、車両の屋根に接する部分の幅を意図的に広くし、しかも屋根に近づくにつれて横幅の増加率が大きくなるように裾部２３を形成した。具体的には、ケーブルヘッド１の固定面２１に対する取付中心の高さをＣとし、その横幅をＢとすると、屋根に接する裾部２３の最も広い幅は１．５Ｂであり、さらにその裾部２３の曲率半径は１．５Ｃ〜３Ｃであった。また、固定面外周２２の曲率半径ｒは、裾部２３に接する以外の部分では図５に示す従来例と同様に４０ｍｍで形成し、裾部２３に接する部分では曲率半径ｒが１２０ｍｍ程度となるようにした。

そこで、図５に示す従来の整流カバー１００と裾部２３を有する本実施形態の整流カバー２０とで風洞試験結果を比較してみた。ここでもＣＦＤによる音源強さの評価を行い、従来の整流カバー１００の音のパワーを０．０ｄＢとした場合、本実施形態の整流カバー２０では−２．１ｄＢにまで抑えられ、風上の整流カバー２０ａによる気流の直進性が効果的であることが分かった。具体的には図示しないが、図７に示すように平均流速分布を見た場合、流速分布Ｐ２に相当する整流カバー２０ａ後方の流速の遅い部分の幅が広がり、内側への巻き込みが少なくなる結果となった。従って、風下の整流カバー２０ｂの固定面外周２２にぶつかって気流の乱れが強くなる領域を小さくして騒音を低減することができた。

次に、ケーブルヘッド式ジョイントの整流カバーについて第３実施形態を説明する。図３は、本実施形態の整流カバーを示した図であり、平面（ａ）、側面（ｂ）、正面（ｃ）及び背面（ｄ）の４面を示している。
本実施形態の整流カバー３０は、前記第１、第２実施形態を組み合わせたものである。すなわち、整流カバー３０では、風下の整流カバー３０ｂへ衝突する気流を極力抑えるため、風上の整流カバー３０ａを通過した気流をできる限り直進させるようにし、更に風下の整流カバー３０ｂの固定面外周３２にぶつかる気流の流速を落とさないようにしたものである。

本実施形態の整流カバー３０も図６に示す従来例と同様に、長手方向に見て断面積の大きいヘッド部分１０１から断面積が減少してテール部分１０２へと高さ及び幅が小さくなるように形成されている。そして、長さ方向の寸法Ｌや高さ寸法も同じである。
固定面３１が向かい合い、その傾斜した固定面３１にケーブルヘッド１が角度を上げるようにして突設されている。そして、風上の整流カバー３０ａを通過した気流ができる限り直進するように両サイドが裾広がりになるように裾部３３形成され、更に風下の整流カバー３０ｂに衝突する気流が滑らかに流れるように固定部外周３２の曲率半径ｒを大きくするよう形成されている。

更に、整流カバー３０は、図（ｃ）（ｄ）から前方投影形状を見た場合、車両の屋根に接する部分の幅を意図的に広くし、しかも屋根に近づくにつれて横幅の増加率が大きくなるように裾部３３が形成されている。具体的には、ケーブルヘッド１の固定面３１に対する取付中心の高さをＣとし、その横幅をＢとすると（図２参照）、屋根に接する裾部３３の最も広い幅は１．５Ｂであり、さらにその裾部３３の曲率半径は１．５Ｃ〜３Ｃであった。また、固定面外周３２の曲率半径ｒは、裾部３３に接する以外の部分では図５に示す従来例と同様に４０ｍｍで形成し、裾部３３に接する部分では曲率半径ｒが１２０ｍｍ程度となるようにした。

一方、固定面外周３２の曲率半径ｒは前記（１）式の範囲、すなわち３×１０⁵ ν／Ｕ≦ｒ≦０．５Ｄで求められるが、本実施形態では更に風洞実験の結果、上部から裾部３３にかけて曲率半径ｒを大きくした場合に騒音低減に好ましい結果が得られた。具体的には、固定面外周３２の上部の曲率半径ｒ１をｒとした場合、裾部３３の曲率半径ｒ２はその３倍である３ｒとする。従って、本実施家形態の整流カバー３０は、その固定面外周３２の曲率半径が、ｒ１＝６０ｍｍからｒ２＝１８０ｍｍまで、その間を緩やかに変化させるように形成されている。そして、更に整流カバー３０全体において流れを乱さないように上部外形が流線型に形成されている。

そこで、図５に示す従来の整流カバー１００と本実施形態の整流カバー３０とで風洞試験結果を比較してみた。ここでもＣＦＤによる音源強さの評価を行い、従来の整流カバー１００の音のパワーを０．０ｄＢとした場合、本実施形態の整流カバー３０では−２．４ｄＢにまで抑えられた。これは、風上の整流カバー３０ａによる気流の直進性を良くすることができ、それに加え風下の整流カバー３０ｂでの気流の乱れを抑えることができたからと考えられる。従って、風下の整流カバー３０ｂの固定面外周３２において局所流速が小さくなり、気流の乱れが強い領域において圧力変動を小さくして騒音を低減することができた。

次に、ケーブルヘッド式ジョイントの整流カバーについて第４実施形態を説明する。図４は、本実施形態の整流カバーを示した図であり、平面（ａ）、側面（ｂ）、正面（ｃ）及び背面（ｄ）の４面を示している。本実施形態では、一対の整流カバー４０の距離が近づくようにしたものである。
先ず、整流カバー４０で構成されるケーブルヘッド式ジョイントは、図６に示す従来例と比較して、ケーブルヘッド１同士が同じ距離だけ離れ、同じ角度で取り付けられて、その先端の端子２同士によってケーブル３が同じように弛んで連結されている。

ケーブルヘッド１などを気流から保護する整流カバー４０は、長手方向に見た投影面は、図（ｃ）（ｄ）に示すように、上部４５が円弧で形成され、途中から一定の幅になるよう形成されている。その円弧で形成された上部４５の外形が流線型をなし、その際、長手方向の断面積変化率がほぼ一定になるように形成されている。そして、ケーブルヘッド１が取り付けられる固定部４１は、図（ｂ）に示すように傾斜し、その角度がほぼ４５度で形成されている。固定部４１は、こうして角度を低くして全体的に前方に突き出され、対応する整流カバー４０ａ，４０ｂ同士の距離が小さくなった。すなわち、風上の整流カバー４０ａから風下の整流カバー４０ｂまでの間の空間が小さくなった。

また、ケーブルヘッド１同士の距離を従来と同じにする一方で、こうして固定部４１の距離を近づけられるように、固定部４１にはケーブルヘッド１の取り付け部として、窪んだ凹部４６が形成されている。このとき、ケーブルヘッド１からの必要な絶縁距離を保つため、凹部４６は底面に対して外側に広がるようにすり鉢状にくり抜かれている。更に、そうした凹部４６を有する固定部４１の固定部外周４２には曲面が形成され、その曲率半径ｒは、前記（１）式の範囲内となる６０ｍｍで形成されている。

そこで、本実施形態の整流カバー４０について、図８に示すように平均流速分布を見た場合、風上と風下の整流カバー４０ａ，４０ｂの距離が短くなることにより、整流カバー４０ａ後方に生じる流速の遅い流速分布Ｐ３では巻き込みが少なくなった。そのため、図７に示す流速分布Ｐ１のように固定面外周１２にできる気流の乱れが成長することが抑えられている。従って、風下の整流カバー４０ｂの固定面外周４２においも曲率半径ｒが大きくなっていることとも合わせて、局所流速が小さくなり、気流の乱れが強い領域において圧力変動を小さくして騒音を低減することができた。

以上、本発明に係る整流カバーの実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、固定面外周の曲率半径の寸法などは、前記（１）式で求められる範囲内で適宜変更可能である。

第１実施形態の整流カバーを示した図である。第２実施形態の整流カバーを示した図である。第３実施形態の整流カバーを示した図である。第４実施形態の整流カバーを示した図である。従来の整流カバーを示した図である。整流カバーを使用したケーブルヘッド式ジョイントを示した図である。ケーブルヘッド式ジョイントを構成する第１実施形態の整流カバーについて、その平均流速分布のシミュレーション結果を示した図である。ケーブルヘッド式ジョイントを構成する第４実施形態の整流カバーについて、その平均流速分布のシミュレーション結果を示した図である。

符号の説明

１ケーブルヘッド
２端子
３ケーブル
１０整流カバー
１１固定面
１２固定面外周

Claims

高速走行する鉄道車両の車体表面に突設され、走行方向において前後対称に設けられた一対のものであって、それぞれ両者が向かい合う方向に断面積が大きくなるように形成され、その向かい合った固定面に設けられたケーブルヘッドを走行によって生じる気流から保護する整流カバーにおいて、
前記固定面の外周には曲面が形成され、曲率半径ｒが、車両走行時の最高速度をＵ、空気の動粘性係数をν、レイノルズ数Ｒを３×１０ ⁵ 以上としてＲ＝ｒＵ／νから求めたＲν／Ｕを最小値とし、前記固定面に固定された前記ケーブルヘッドの最大横幅寸法をＤとした場合の０．５Ｄを最大値とした範囲内で設定されたものであることを特徴とする整流カバー。
高速走行する鉄道車両の車体表面に突設され、走行方向において前後対称に設けられた一対のものであって、それぞれ両者が向かい合う方向に断面積が大きくなるように形成され、その向かい合った固定面に設けられたケーブルヘッドを走行によって生じる気流から保護する整流カバーにおいて、
前記固定面の外周には曲面が形成され、曲率半径ｒが、車両走行時の最高速度をＵ、空気の動粘性係数をν、レイノルズ数Ｒを３×１０ ⁵ 以上としてＲ＝ｒＵ／νから求めたＲν／Ｕを最小値とし、前記固定面に固定された前記ケーブルヘッドの最大横幅寸法をＤとした場合の０．５Ｄを最大値とした範囲内で設定され、且つ側面は、上方から車両に連続する下方に向けて横幅が広くなるように裾部が形成されたものであることを特徴とする整流カバー。
請求項２に記載する整流カバーにおいて、
前方投影形状を見た場合に、前記裾部は屋根に近づくにつれて横幅の増加率が大きくなるように形成されたものであることを特徴とする整流カバー。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する整流カバーにおいて、
上部外形が流線型であることを特徴とする整流カバー。