JP2006188158A - Friction easing device and friction easing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車輪とレールとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和装置及び摩擦緩和方法に関する。 The present invention relates to a frictional relaxation device and a frictional relaxation method that reduce frictional resistance between a wheel and a rail.
鉄道車両は、急曲線を通過するときに曲線通過性能に応じた横圧を伴って走行し、この横圧は曲線の内軌及び外軌のきしり音(摩擦音)の原因になるとともに、内軌側のレール頭頂面に発生する波状摩耗の原因にもなる。一般に、このような過大な横圧や波状摩耗を低減するために、内軌側のレールの頭頂面又は車輪踏面に鉱油やグリースなどの潤滑剤を塗布している。このような車輪とレールとの間の潤滑に使用される鉱油やグリースは、潤滑効果が過大であるため車輪の空転や滑走を誘発する。このため、近年、安定した摩擦係数が確保できる固形の潤滑剤(固体潤滑剤)を摩擦調整剤として使用している。このような摩擦調整剤は、レール面上にそのまま散布しても風で飛ばされてしまうため、溶液に分散させてからレール面上に噴霧している。例えば、従来の摩擦調整剤の噴射装置は、摩擦調整剤を収容するタンクと、このタンクからレールの頭頂面に摩擦調整剤を噴射する噴射装置と、急曲線を検出する検出装置と、この検出装置の検出結果に基づいて噴射装置を動作させる制御装置とを備えている(例えば、特許文献1参照)。このような従来の摩擦調整剤の噴射装置は、列車の後尾車両に設置されており、列車が急曲線を通過するときにこの列車の後尾車両から内軌側のレールの頭頂面に摩擦緩和剤を噴射している。 Railroad vehicles travel with a lateral pressure corresponding to the curve-passing performance when passing a sharp curve, and this lateral pressure causes squealing (frictional noise) of the inner and outer gauges of the curve, as well as the inner gauge. This also causes wavy wear on the rail rail top surface. In general, in order to reduce such excessive lateral pressure and wavy wear, a lubricant such as mineral oil or grease is applied to the top surface of the rail on the inner rail side or the wheel tread surface. Mineral oil or grease used for lubrication between the wheel and the rail induces idling or sliding of the wheel because the lubrication effect is excessive. For this reason, in recent years, solid lubricants (solid lubricants) that can ensure a stable coefficient of friction have been used as friction modifiers. Even if such a friction modifier is sprayed on the rail surface as it is, it will be blown off by the wind, so it is sprayed on the rail surface after being dispersed in the solution. For example, a conventional friction modifier injection device includes a tank that stores the friction modifier, an injection device that injects the friction modifier from the tank onto the top surface of the rail, a detection device that detects a sharp curve, and this detection. And a control device that operates the injection device based on the detection result of the device (see, for example, Patent Document 1). Such a conventional friction modifier injection device is installed in the rear vehicle of a train, and when the train passes a sharp curve, the friction modifier is applied from the rear vehicle of the train to the top of the rail on the inner rail side. Is sprayed.
従来の摩擦調整剤の噴射装置は、先行列車の後尾車両から摩擦緩和剤を噴射している。このため、先行列車の後に急曲線を通過する後続列車については摩擦緩和効果を得ることができるが、摩擦調整剤を噴射している先行列車については摩擦緩和効果を得ることができないという問題点があった。 The conventional friction modifier injection device injects a friction modifier from the tail vehicle of the preceding train. For this reason, although it is possible to obtain a friction relaxation effect for the following train that passes the sharp curve after the preceding train, there is a problem that the friction relaxation effect cannot be obtained for the preceding train that is injecting the friction modifier. there were.
この発明の課題は、急曲線に進入して摩擦緩和材を噴射する車両の車輪とレールとの間の摩擦抵抗を可能な限り緩和することができる摩擦緩和装置及び摩擦緩和方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a friction relaxation device and a friction relaxation method that can reduce friction resistance between a wheel and a rail of a vehicle that enters a sharp curve and injects a friction relaxation material as much as possible. is there.
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項1の発明は、車輪とレールとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和装置であって、前記摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材(C)を噴射する噴射部(5d)を備え、前記噴射部は、先頭車両(2A)の前側の台車(4A)の曲線進入を検出する曲線検出部(9)の検出結果に基づいて、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車(2B)の車輪(4a)とレール(1a)との間に前記摩擦緩和材を噴射することを特徴とする摩擦緩和装置(5,6)である。
The present invention solves the above-mentioned problems by the solving means described below.
In addition, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this embodiment.
The invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載の摩擦緩和装置において、前記噴射部は、前記曲線検出部が検出する前記先頭車両の前側の台車の左右方向の回転角(θ)に基づいて前記摩擦緩和材を噴射することを特徴とする摩擦緩和装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the friction alleviating device according to the first aspect, the injection unit is based on a rotation angle (θ) in the left-right direction of the front carriage of the leading vehicle detected by the curve detection unit. A friction relieving device that injects a friction relieving material.
請求項3の発明は、車輪とレールとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和装置であって、前記摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材(C)を噴射する噴射部(5d)を備え、前記噴射部は、先頭車両の前側の台車(4A)の車輪とレールとの間に発生する横圧(Q)を検出する横圧検出部(14)の検出結果に基づいて、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車(4B)の車輪(4a)とレール(1a)との間に前記摩擦緩和剤を噴射することを特徴とする摩擦緩和装置である。
Invention of
請求項4の発明は、車輪とレールとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和装置であって、前記摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材(C)を噴射する噴射部(5d)を備え、前記噴射部は、先頭車両の前側の台車(4A)の曲線進入時に発生するきしり音を検出するきしり音検出部(15)の検出結果に基づいて、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車(4B)の車輪(4a)とレール(1a)との間に前記摩擦緩和剤を噴射することを特徴とする摩擦緩和装置である。 Invention of Claim 4 is a friction relaxation apparatus which relieves the frictional resistance between a wheel and a rail, Comprising: The injection part (5d) which injects the friction relaxation material (C) which relieves the said frictional resistance, The said, Based on the detection result of the squeak noise detection unit (15) that detects a squeak noise generated when the carriage on the front side of the leading vehicle (4A) enters the curve, the injection unit is located behind the trolley on the front side of the leading vehicle. It is a friction relaxation device characterized by injecting the friction relaxation agent between a wheel (4a) and a rail (1a) of a carriage (4B).
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の摩擦緩和装置において、前記噴射部は、車両の速度を検出する速度検出部(10)の検出結果に基づいて、前記摩擦緩和材の噴射量を可変して噴射することを特徴とする摩擦緩和装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the friction alleviating device according to any one of the first to fourth aspects, the injection unit is based on a detection result of a speed detection unit (10) that detects a vehicle speed. Thus, the friction relaxation device is characterized in that the friction relaxation material is sprayed with a variable injection amount.
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の摩擦緩和装置において、前記噴射部は、車両の非常ブレーキ作動時、低速走行時又はワイパ動作時には前記摩擦緩和材の噴射を中止することを特徴とする摩擦緩和装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the friction alleviating device according to any one of the first to fifth aspects, the injection unit is configured to reduce the friction during a vehicle emergency brake operation, a low speed traveling, or a wiper operation. The friction relaxation device is characterized in that the injection of the material is stopped.
請求項7の発明は、車輪とレールとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和方法であって、先頭車両(2A)の前側の台車(4A)の曲線進入を検出して、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車(4B)の車輪(4a)とレール(1a)との間に、前記摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材(C)を噴射することを特徴とする摩擦緩和方法である。
The invention of
請求項8の発明は、請求項7に記載の摩擦緩和方法において、前記先頭車両の前側の台車の左右方向の回転角(θ)を検出して、この先頭車両の前側の台車の曲線進入を検出することを特徴とする摩擦緩和方法である。 According to an eighth aspect of the present invention, in the friction alleviating method according to the seventh aspect, the rotational angle (θ) in the left-right direction of the carriage on the front side of the leading vehicle is detected and the curve approach of the carriage on the front side of the leading vehicle is detected. It is a friction relaxation method characterized by detecting.
請求項9の発明は、車輪とレールとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和方法であって、先頭車両の前側の台車(2A)の車輪とレールとの間に発生する横圧(Q)を検出して、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車(2B)の車輪(4a)とレール(1a)との間に、前記摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材(C)を噴射することを特徴とする摩擦緩和方法である。 The invention of claim 9 is a friction relaxation method for reducing the frictional resistance between the wheel and the rail, wherein the lateral pressure (Q) generated between the wheel and the rail of the front carriage (2A) of the leading vehicle. Is detected, and the friction relaxation material (C) for reducing the frictional resistance is injected between the wheel (4a) and the rail (1a) of the carriage (2B) on the rear side of the carriage on the front side of the leading vehicle. It is the friction relaxation method characterized by doing.
請求項10の発明は、車輪とレールとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和方法であって、先頭車両の前側の台車(2A)の曲線進入時に発生するきしり音を検出して、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車(2B)の車輪(4a)とレール(1a)との間に前記摩擦緩和剤(C)を噴射することを特徴とする摩擦緩和方法である。
The invention of
請求項11の発明は、請求項7から請求項10までのいずれか1項に記載の摩擦緩和方法において、車両の速度を検出して前記摩擦緩和材の噴射量を可変することを特徴とする摩擦緩和方法である。
The invention according to
請求項12の発明は、請求項7から請求項11までのいずれか1項に記載の摩擦緩和方法において、車両の非常ブレーキ作動時、低速走行時又はワイパ動作時には前記摩擦緩和材の噴射を中止することを特徴とする摩擦緩和方法である。 A twelfth aspect of the present invention is the friction alleviating method according to any one of the seventh to eleventh aspects, wherein the injection of the friction reducing material is stopped when the vehicle is operated in an emergency brake, at a low speed or in a wiper operation. It is the friction relaxation method characterized by doing.
この発明によると、急曲線に進入して摩擦緩和材を噴射する車両の車輪とレールとの間の摩擦抵抗を可能な限り緩和することができる。 According to the present invention, the frictional resistance between the wheel and the rail of the vehicle that enters the sharp curve and injects the friction modifier can be reduced as much as possible.
(第1実施形態)
以下、図面を参照して、この発明の第1実施形態について詳しく説明する。
図1は、この発明の第1実施形態に係る摩擦緩和装置を備える車両が急曲線を通過するときの車輪とレールとの状態を示す平面図である。図2は、この発明の第1実施形態に係る摩擦緩和装置を備える車両が急曲線を通過するときの車輪とレールとの状態を示す正面図であり、図2(A)は内軌側のレールと車輪との接触状態を示す正面図であり、図2(B)は外軌側のレールと車輪との接触状態を示す正面図である。図3は、この発明の第1実施形態に係る摩擦緩和装置を概略的に示す斜視図である。図4は、この発明の第1実施形態に係る摩擦緩和装置を概略的に示す構成図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a state of wheels and rails when a vehicle including a friction alleviating device according to the first embodiment of the present invention passes a sharp curve. FIG. 2 is a front view showing a state of wheels and rails when a vehicle including the friction relaxation device according to the first embodiment of the present invention passes a sharp curve, and FIG. It is a front view which shows the contact state of a rail and a wheel, FIG.2 (B) is a front view which shows the contact state of the rail and wheel on an outer gauge side. FIG. 3 is a perspective view schematically showing the friction alleviating apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram schematically showing the friction alleviating device according to the first embodiment of the present invention.
図1に示す線路1は、車両2A,2B,…が走行する通路(軌道)である。線路1は、車輪4a,4bを案内する一対のレール1a,1bなどから構成されており、レール1aは急曲線の内軌でありレール1bは急曲線の外軌である。レール1a,1bは、図2に示すように、車輪4a,4bを直接支持する頭頂面(頭部上面)1cと、この頭頂面1cと連続する内側頭側面1dとを備えている。図3に示すように、レール1a,1bと車輪4a,4bとの接触点Sには垂直力W及び接線力Fが作用し、垂直力Wに対する接線力Fの比例係数(接線力係数(トラクション係数))F/Wが摩擦係数でありこの摩擦係数の最大値が粘着係数である。図1に示す横圧Qは、レール1aとの間に作用する力のうち車軸方向に作用する力である。
A
図1に示す車両2A,2B,…は、電車や気動車などの鉄道車両であり、車両2Aは先頭車両であり、車両2Bは先頭車両の次に連結された次位車両である。車両2Aは、図1に示す車体3と、台車4A,4Bと、摩擦緩和装置5,6と、図3及び図4に示す気体噴射部7と、管路8と、曲線検出部9と、速度検出部10と、非常ブレーキ作動検出部11と、ワイパ動作検出部12と、制御装置13などを備えている。車両2Bは、図1に示す車体3と、台車4A,4Bなどを備えている。車体3は、乗客を積載し輸送するための構造物である。台車4A,4Bは、車体3を支持して走行する装置であり、台車4Aは車両2A,2B,…の進行方向の前側台車であり、台車4Bは車両2A,2B,…の進行方向の後側台車である。台車4A,4Bは、一対のレール1a,1bとそれぞれ回転接触する一対の車輪4a,4bと、車体3に回転自在に連結されるけん引装置4eなどを備えている。車輪4a,4bは、図2に示すように、レール1a,1bの頭頂面1cと接触して摩擦抵抗を受ける車輪踏面4cと、鉄道車両が急曲線を通過するときに、外軌側のレール1bの内側頭側面1dと接触して摩擦抵抗を受けるフランジ面4dとを備えている。
1 are railway vehicles such as trains and trains, the
図1に示す摩擦緩和装置5,6は、レール1a,1bと車輪4a,4bとの間の摩擦抵抗を緩和する装置である。摩擦緩和装置5,6は、図1、図3及び図4に示すように、車両2A,2B,…が急曲線を通過するときに内軌側のレール1aと車輪4aとの間に摩擦緩和材Cを噴射してこれらの間の摩擦抵抗を緩和させる。摩擦緩和装置5,6は、図1に示すように、先頭の車両2Aの後側の台車4Bの車輪4a,4bとそれぞれ対応して設置されている。摩擦緩和装置5,6は、いずれも同一構造であり、以下ではレール1aと車輪4aとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和装置5側について説明し、摩擦緩和装置5側の部分に対応する摩擦緩和装置6側の部分については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。摩擦緩和装置5は、図3及び図4に示すように、管路5aと、収容装置5bと、管路5cと、噴射口5dと、電磁弁5eなどを備えている。
管路5aは、圧縮気体を供給する配管であり、上流側が管路8に接続されており、下流側が収容装置5bに接続されている。収容装置5bは、レール1aと車輪4aとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材Cを収容する装置である。収容装置5bは、図4に示すように、収容部5fと、管路5gと、オリフィス5hと、噴射孔5iと、吸引管路5jとを備えている。収容部5fは、摩擦緩和材Cを収容する容器である。管路5gは、収容部5fを貫通して圧縮気体が流れる配管であり、管路5gの上流側は管路5aに接続されており管路5gの下流側は管路5cに接続されている。噴射孔5iは、管路5g内を流れる圧縮気体の一部を収容部5f内に噴出させる貫通孔である。管路5cは、レール1aと車輪4aとの間に摩擦緩和材Cを供給するために、収容部5fから摩擦緩和材Cを送出する配管であり、下流側が噴射口5dに接続されている。
The
噴射口5dは、摩擦緩和材Cを噴射する装置であり、接触点Sの直前の内側頭側面4dに向けて摩擦緩和材Cを噴射する噴射ノズルなどである。噴射部5dは、曲線検出部9の検出結果に基づいて、先頭の車両2Aの後側の台車4Bの車輪4aとレール1aとの間に摩擦緩和材Cを噴射する。噴射部5dは、例えば、曲線検出部9が検出する先頭の車両2Aの前側の台車4Aの左右方向の回転角θに基づいて摩擦緩和材Cを噴射する。噴射部5dは、速度検出部10の検出結果に基づいて摩擦緩和材Cの噴射量を可変するとともに、車両2A,2B,…の非常ブレーキ作動時、低速走行時又は車両2Aのワイパ動作時には摩擦緩和材Cの噴射を中止する。
The
電磁弁5eは、管路5aを開閉する圧力調整弁でありオリフィス5hの上流側に設置されており、制御装置19が出力する開閉信号に基づいて管路5aを開閉して摩擦調整剤Cの噴射量を可変する。
The
図3及び図4に示す気体噴射部7は、気体を噴射する装置であり、圧縮空気などの圧縮気体を管路8内に噴射するコンプレッサなどである。管路8は、圧縮気体を供給する配管であり、上流側が気体噴射部7に接続されており、下流側が2つに分岐して摩擦緩和装置5側の管路5aと摩擦緩和装置6側の管路6aとにそれぞれ接続されている。
The
曲線検出部9は、先頭の車両2Aの前側の台車4の曲線進入を検出する装置であり、先頭の車両2Aの前側の台車4の左右方向の回転角(ヨーイング角)θを検出する。曲線検出部9は、例えば、図1に示すように先頭の車両2Aの前側の台車4がけん引装置4eを中心として回転するときの回転角θを近接スイッチ、変位センサ、加速度センサなどによって検知して、急曲線及びこの急曲線の方向を検出する。速度検出部10は、車両2A,2B,…の速度を検出する装置であり、車輪4a,4bの回転によって発生するパルス信号に基づいて先頭の車両2Aの速度を検出する速度発電機などである。
The curve detection unit 9 is a device that detects the curve approach of the front carriage 4 of the leading
非常ブレーキ作動検出部11は、非常ブレーキの作動を検出する装置であり、非常時に車両2A,2B,…を減速させ停止させる非常ブレーキ装置の作動を検出するセンサなどである。ワイパ動作検出部12は、ワイパ装置の動作を検出する装置であり、先頭の車両2Aの窓ガラスなどに付着した雨、雪、泥などを拭き取り視界を確保するワイパ装置の動作を検出するセンサなどである。
The emergency brake
制御装置13は、曲線検出部9、速度検出部10、非常ブレーキ作動検出部11及びワイパ動作検出部12の検出結果に基づいて、電磁弁5e,6eの開閉動作及び気体噴射部7の噴射動作を制御する装置である。制御装置13は、曲線検出部9の検出結果に基づいて回転角θが所定角度を超えており左右いずれの方向の急曲線を車両2Aが通過していると判断したときには、電磁弁5eに管路5aを開放させ電磁弁6eに管路aを閉鎖させて気体噴射部7を動作させる。制御装置13は、例えば、曲線検出部9の検出結果から曲線の内軌の半径が500m未満であると判断したときには、電磁弁5eに管路5aを開放させ電磁弁6eに管路aを閉鎖させて気体噴射部7を動作させる。制御装置13は、例えば、車両2A,2B,…が5〜60km/hの範囲内であるようなときには曲線半径にかかわらず、電磁弁5e,6e及び気体噴射部7を動作制御して摩擦緩和材Cを噴射させる。一方、制御装置13は、例えば、車両2A,2B,…が60km/hを超えるような高速走行時や5km/hを下回るような低速走行時には、曲線半径にかかわらず電磁弁5e,6e及び気体噴射部7を動作制御して摩擦緩和材Cを噴射させない。同様に、制御装置13は、非常ブレーキ作動検出部11が非常ブレーキ装置の作動を検出したときやワイパ動作検出部12がワイパ装置の動作を検出したときには、電磁弁5e,6e及び気体噴射部7を動作制御して摩擦緩和材Cを噴射させない。
Based on the detection results of the curve detection unit 9, the
図4に示す摩擦緩和材Cは、摩擦抵抗を緩和させる材料である。摩擦緩和材Cは、例えば、摩擦係数を略一定範囲内に低減するカーボン系材料からなる基材と、この基材を被覆するニッケルめっき層などの硬質めっき層からなる被覆層とから構成されている。摩擦緩和材Cは、車両2A,2B,…が線路1を走行すると振動して、図4に示す収容部5f内の隣接する摩擦緩和材C同士が互いに擦れ合ったときに、被覆層によって基材の摩耗を防止する。摩擦緩和材Cは、内側頭側面1d及び/又はフランジ面4dに噴射され衝突したときに、これらの表面をめっき層によって粗くして基材の残留性を向上させる。
The friction relaxation material C shown in FIG. 4 is a material that reduces frictional resistance. The friction modifier C is composed of, for example, a base material made of a carbon-based material that reduces the friction coefficient within a substantially constant range, and a coating layer made of a hard plating layer such as a nickel plating layer that covers the base material. Yes. The friction modifier C vibrates when the
次に、この発明の第1実施形態に係る摩擦緩和装置の動作を説明する。
図5は、この発明の第1実施形態に係る摩擦緩和装置の動作を説明するための模式図であり、図5(A)は先頭車両が急曲線に進入する直前の状態を示し、図5(B)は先頭車両が摩擦緩和材を噴射した直後の状態を示し、図5(C)は先頭車両が摩擦緩和材を噴射してから所定時間経過後の状態を示す。図5(B)(C)に示すレール1aの太線部分は、摩擦緩和材Cが残留している箇所である。以下では、図1に示すように、左方向の急曲線を車両2A,2B,…が通過する場合を例に挙げて説明する。
Next, the operation of the friction alleviating device according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the friction alleviating apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 (A) shows a state immediately before the leading vehicle enters the sharp curve. (B) shows a state immediately after the leading vehicle injects the friction modifier, and FIG. 5 (C) shows a state after a predetermined time has elapsed since the leading vehicle injects the friction modifier. The thick line part of the
図5(A)に示すように、車両2A,2B,…が直線区間を走行して、図5(B)に示すように先頭車両2Aが急曲線に進入すると、図3及び図4に示す曲線検出部9が急曲線及びこの急曲線の方向を検出する。そして、曲線検出部9の検出結果に基づいて、制御装置13が電磁弁5eに管路5aを開放させ電磁弁6eに管路6aを閉鎖させるとともに気体噴射部7を動作させると、気体噴射部7が圧縮気体を管路8に供給する。その結果、管路5gに管路5aから圧縮気体が流入してオリフィス5hを通過する。オリフィス5hを通過した高圧の圧縮気体が管路5gを流れると、収容部5f内に開口する吸引管路5jが管路5gに接続されているため、この収容部5f内が負圧になる。同時に、オリフィス5hを通過した高圧の圧縮気体が噴射孔5iから収容部5f内に流入するため、収容部5f内の摩擦緩和材Cが吸引管路5jから吸引されて、摩擦緩和材Cが圧縮気体とともに管路5cに流入し噴射口5dから噴射する。
As shown in FIG. 5A, when
このため、図5(B)に示すように、先頭の車両2Aが急曲線に進入すると、先頭の車両2Aの後側の台車4Bの前軸の車輪4aとレール1aとの間に摩擦緩和装置5が摩擦緩和材Cの噴射を開始する。その結果、図4に示す接触点Sの直前の内側頭側面1dに摩擦緩和材Cが衝突して、内側頭側面1dを粗くし内側頭側面1dに摩擦緩和材Cが密着する。次に、フランジ面4dと内側頭側面1dとの間に摩擦緩和材Cが挟み込まれてこれらの間で摩擦緩和材Cが加圧される。
For this reason, as shown in FIG. 5B, when the leading
図5(C)に示すように、先頭の車両2A以降の次位の車両2B,2C,…が次々にフランジ面4dと内側頭側面1dとの間に摩擦緩和材Cを挟み込み、これらの間で摩擦緩和材Cがさらに加圧される。その結果、図1に示すレール1aと車輪4aとの間に発生する横圧Qが低減するため、内側頭側面1dとフランジ面4dとの間に生じる過度の摩擦抵抗が緩和され、急曲線部におけるレール1aの摩耗が防止される。また、摩擦緩和材Cが内側頭側面1dに残留してこの摩擦緩和材Cによる摩擦係数の緩和機能が長期間にわたり持続し、車両2A,2B,…が通過した後に急曲線を後続列車が通過するときにも残留する摩擦緩和材Cによって摩擦緩和の効果が維持される。なお、図5(B)に示すように、先頭の車両2Aの前側の台車4Aについては、摩擦緩和装置5が摩擦緩和材Cを噴射したときには既に急曲線に進入した後であるため、摩擦緩和の効果を得ることができないが、車両2A,2B,…よりも前に急曲線を通過した先行列車が噴射した摩擦緩和材Cによって摩擦緩和の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 5 (C), the
この発明の第1実施形態に係る摩擦緩和装置及び摩擦緩和方法には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第1実施形態では、先頭の車両2Aの前側の台車4Aの曲線進入を検出する曲線検出部9の検出結果に基づいて、この先頭の車両4Aの後側の台車4Bの車輪4aとレール1aとの間に摩擦緩和材Cを噴射部5dが噴射する。このため、従来の摩擦調整剤の噴射装置のように後尾の車両から摩擦緩和剤を噴射する場合に比べて、急曲線に進入して摩擦緩和材Cを噴射している車両2A,2B,…のフランジ面4dと内側頭側面1dとの間の摩擦抵抗を可能な限り緩和することができる。また、この第1実施形態では、摩擦緩和装置5,6を車両2Aに搭載して車両2A側から摩擦緩和材Cを噴射している。このため、レール1aと車輪4aとの間に摩擦緩和材Cを地上側から噴射する場合に比べて、必要な急曲線に摩擦緩和装置5,6を全て設置する必要がなくなり、システム全体が簡素化され設置費用を低減することができる。
The friction relaxation device and the friction relaxation method according to the first embodiment of the present invention have the following effects.
(1) In the first embodiment, based on the detection result of the curve detector 9 that detects the curve approach of the
(2) この第1実施形態では、曲線検出部9が検出する先頭の車両2Aの前側の台車4Aの左右方向の回転角θに基づいて摩擦緩和材Cを噴射部5dが噴射する。このため、先頭の車両2Aの曲線進入を簡単に検出して摩擦緩和材Cを迅速に噴射することができる。
(2) In the first embodiment, the
(3) この第1実施形態では、車両2A,2B,…の速度を検出する速度検出部10の検出結果に基づいて、摩擦緩和材Cの噴射量を可変して噴射部5dが噴射する。このため、車両2A,2B,…の走行速度に応じて摩擦緩和材Cの噴射量を変えて摩擦緩和の効果を調整することができる。
(3) In the first embodiment, based on the detection result of the
(4) この第1実施形態では、車両2A,2B,…の非常ブレーキ作動時、低速走行時又はワイパ動作時には摩擦緩和材Cの噴射を噴射部5dが中止する。このため、非常ブレーキ装置の作動時に摩擦緩和材Cが噴射されて、車両2A,2B,…が停止するまでの距離が延伸するのを防止することができる。また、ブレーキ装置によって容易に停止可能な低速走行時に摩擦緩和材Cが噴射されたり、横圧Qが低下するようなワイパ装置が動作する雨天時などに摩擦緩和材Cが噴射されたりして、摩擦緩和材Cが無駄に消費されるのを防止することができる。
(4) In the first embodiment, the
(第2実施形態)
図6は、この発明の第2実施形態に係る摩擦緩和装置を概略的に示す斜視図である。図7は、この発明の第2実施形態に係る摩擦緩和装置を概略的に示す構成図である。以下では、図1〜図5に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a friction alleviating apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram schematically showing a friction alleviating apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the following, the same parts as those shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
図6及び図7に示す横圧検出部14は、先頭の車両2Aの前側の台車4Aのレール1aと車輪4aとの間に発生する横圧Qを検出する装置である。横圧検出部14は、例えば、車輪4a,4bにひずみゲージを貼り付けてこのひずみゲージからの出力信号に基づいて荷重を検出し横圧Qを測定する横圧測定器などである。噴射部5dは、横圧検出部14の検出結果に基づいて、先頭の車両2Aの後側の台車4Bの車輪4aとレール1aとの間に摩擦緩和材Cを噴射する。噴射部5dは、速度検出部10の検出結果に基づいて摩擦緩和材Cの噴射量を可変する。制御装置13は、例えば、横圧検出部14が検出した横圧Qが所定値よりも大きいと判断したときには、電磁弁5eに管路5aを開放させ電磁弁6eに管路aを閉鎖させて気体噴射部7を動作させる。
The
この第2実施形態には、第1実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第2実施形態では、先頭の車両2Aの前側の台車4Aのレール1aと車輪4aとの間に発生する横圧Qを検出する横圧検出部14の検出結果に基づいて、摩擦緩和材Cを噴射部5dが噴射する。このため、急曲線を通過するときに発生する横圧Qを正確に測定可能であるため、油やグリースなどの潤滑剤が塗布されたり摩擦緩和材Cが噴射されたりして摩擦抵抗が十分に緩和されている急曲線などで、摩擦緩和材Cが噴射されて無駄に消費されるのを防止することができる。
This second embodiment has the following effects in addition to the effects of the first embodiment.
In the second embodiment, the friction modifier C is based on the detection result of the lateral
(第3実施形態)
図8は、この発明の第3実施形態に係る摩擦緩和装置を概略的に示す斜視図である。図9は、この発明の第3実施形態に係る摩擦緩和装置を概略的に示す構成図である。
図8及び図9に示すきしり音検出部15は、先頭の車両2Aの前側の台車4Aの曲線進入時に発生するきしり音を検出する装置である。ここで、きしり音(きしみ音)とは、先頭の車両2Aが曲線を通過するときに、レール1aに対して直角方向に作用する車輪4aのすべり(横クリープ力)が所定の大きさを超えると、車輪4a自身の固有振動数が大きく増幅され自励振動によって発生する摩擦振動音である。きしり音検出部15は、例えば、騒音を測定するマイクロホンと、このマイクロホンの出力信号を処理しきしり音の信号成分を抽出する信号処理回路などを備えている。噴射部5dは、きしり音検出部15の検出結果に基づいて、先頭の車両2Aの後側の台車4Bの車輪4aとレール1aとの間に摩擦緩和材Cを噴射する。噴射部5dは、速度検出部10の検出結果に基づいて摩擦緩和材Cの噴射量を可変する。制御装置13は、例えば、きしり音検出部15が検出したきしり音のレベルが所定値よりも大きいと判断したときには、電磁弁5eに管路5aを開放させ電磁弁6eに管路aを閉鎖させて気体噴射部7を動作させる。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a perspective view schematically showing a friction alleviating apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a block diagram schematically showing a friction alleviating apparatus according to the third embodiment of the present invention.
The squeak
この第3実施形態には、第1実施形態及び第2実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第3実施形態では、先頭の車両2Aの前側の台車4Aの曲線進入時に発生するきしり音を検出するきしり音検出部15の検出結果に基づいて、この先頭の車両2Aの前側の台車4Aよりも後側の台車4Bの車輪4aとレール1aとの間に摩擦緩和剤Cを噴射部5dが噴射する。このため、急曲線を通過するときに発生するきしり音を測定して摩擦緩和材Cを迅速に噴射することができる。
The third embodiment has the following effects in addition to the effects of the first and second embodiments.
In the third embodiment, based on the detection result of the squeak
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、鉄道用車輪及び鉄道用レールを例に挙げて説明したが、接触面と被接触面との間の相対運動によって摩擦抵抗を受ける他の鉄道用部材についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、レール1bと車輪4bとの間に摩擦緩和材Cを噴射して内側頭側面1dに摩擦緩和材Cを付着させた場合を例に挙げて説明したが、内側頭側面1dとフランジ面4dの両方又はフランジ面4dのみに摩擦緩和材Cを付着させることもできる。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications or changes can be made as described below, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, the railway wheel and the rail for rail have been described as examples, but the present invention also applies to other railway members that receive frictional resistance due to the relative motion between the contact surface and the contacted surface. Can be applied. Moreover, in this embodiment, although the case where the friction relaxation material C was injected between the
(2) この実施形態では、先頭の車両2Aの後側の台車4Bの前軸の車輪4aとレール1aとの間に摩擦緩和材Cを噴射しているが、これに限定するものではない。例えば、先頭の車両2A以降の次位の車両2B,…の台車4A,4Bのレール1aと車輪4aとの間に摩擦緩和材Cを噴射したり、先頭の車両2Aの後側の台車4Bの後軸の車輪4aとレール1aとの間に摩擦緩和材Cを噴射したりすることもできる。また、この実施形態では、台車4Aの回転角θを近接センサなどによって検出する場合を例に挙げて説明したが、台車4Aの回転角θを機械的に検出することもできる。
(2) In this embodiment, the friction modifier C is injected between the
(3) この実施形態では、本線や支線の急曲線を車両2A,2B,…が通過する場合を例に挙げて説明したが、分岐器などの急曲線を車両2A,2B,…が通過する場合についてもこの発明を適用することができる。また、この第2実施形態では、曲線検出部9を横圧検出部14に代えた場合を例に挙げて説明したが、曲線検出部9と横圧検出部14とを並存させて両者を任意に選択可能に構成することもできる。
(3) In this embodiment, the case where the
1 線路
1a レール(内軌)
1b レール(外軌)
1c レール頭頂面
1d 内側頭側面
2A 車両(先頭の車両)
2B,2C,… 車両(次位の車両)
4A 台車(前側の台車)
4B 台車(後側の台車)
4a,4b 車輪
4c 車輪踏面
4d フランジ面
5,6 摩擦緩和装置
5a 管路
5b 収容装置
5c 管路(送出経路)
5d 噴射口
5e 電磁弁
5f 収容部
5g 管路
5h オリフィス
5i 噴射孔
5j 吸引管路
7 気体噴射部
8 管路
9 曲線検出部
10 速度検出部
11 非常ブレーキ作動検出部
12 ワイパ動作検出部
13 制御装置
14 横圧検出部
15 きしり音検出部
C 摩擦緩和材
Q 横圧
θ 回転角
1
1b rail (outer gauge)
1c
2B, 2C, ... Vehicle (next vehicle)
4A cart (front cart)
4B cart (rear cart)
4a,
Claims (12)
前記摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材を噴射する噴射部を備え、
前記噴射部は、先頭車両の前側の台車の曲線進入を検出する曲線検出部の検出結果に基づいて、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車の車輪とレールとの間に前記摩擦緩和材を噴射すること、
を特徴とする摩擦緩和装置。 A friction relaxation device that reduces frictional resistance between a wheel and a rail,
An injection unit that injects a friction relaxation material that reduces the frictional resistance;
Based on the detection result of the curve detection unit for detecting the curve approach of the front carriage of the front vehicle, the injection section is configured to apply the friction between the wheel and the rail of the rear carriage relative to the front carriage of the front vehicle. Injecting a relaxation material,
Friction relaxation device characterized by.
前記噴射部は、前記曲線検出部が検出する前記先頭車両の前側の台車の左右方向の回転角に基づいて前記摩擦緩和材を噴射すること、
を特徴とする摩擦緩和装置。 The friction alleviating device according to claim 1,
The injection unit injects the friction relaxation material based on a rotation angle in a left-right direction of a carriage on the front side of the leading vehicle detected by the curve detection unit;
Friction relaxation device characterized by.
前記摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材を噴射する噴射部を備え、
前記噴射部は、先頭車両の前側の台車の車輪とレールとの間に発生する横圧を検出する横圧検出部の検出結果に基づいて、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車の車輪とレールとの間に前記摩擦緩和剤を噴射すること、
を特徴とする摩擦緩和装置。 A friction relaxation device that reduces frictional resistance between a wheel and a rail,
An injection unit that injects a friction relaxation material that reduces the frictional resistance;
The injection unit is based on a detection result of a lateral pressure detection unit that detects a lateral pressure generated between a wheel and a rail of the front vehicle of the front vehicle, and is a rear vehicle relative to the front vehicle of the front vehicle. Injecting the friction modifier between the wheel and the rail of
Friction relaxation device characterized by.
前記摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材を噴射する噴射部を備え、
前記噴射部は、先頭車両の前側の台車の曲線進入時に発生するきしり音を検出するきしり音検出部の検出結果に基づいて、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車の車輪とレールとの間に前記摩擦緩和剤を噴射すること、
を特徴とする摩擦緩和装置。 A friction relaxation device that reduces frictional resistance between a wheel and a rail,
An injection unit that injects a friction relaxation material that reduces the frictional resistance;
Based on the detection result of the squeak noise detection unit that detects a squeak noise that occurs when the front truck of the front vehicle enters the curve, the injection unit is configured such that the wheels and rails of the rear truck with respect to the front truck of the front vehicle Spraying the friction modifier between
Friction relaxation device characterized by.
前記噴射部は、車両の速度を検出する速度検出部の検出結果に基づいて、前記摩擦緩和材の噴射量を可変して噴射すること、
を特徴とする摩擦緩和装置。 In the friction relaxation device according to any one of claims 1 to 4,
The injection unit is configured to vary and inject an injection amount of the friction relaxation material based on a detection result of a speed detection unit that detects a vehicle speed;
Friction relaxation device characterized by.
前記噴射部は、車両の非常ブレーキ作動時、低速走行時又はワイパ動作時には前記摩擦緩和材の噴射を中止すること、
を特徴とする摩擦緩和装置。 In the friction relaxation device according to any one of claims 1 to 5,
The injection unit is configured to stop the injection of the friction modifier at the time of emergency brake operation of the vehicle, at the time of low speed traveling or at the time of wiper operation;
Friction relaxation device characterized by.
先頭車両の前側の台車の曲線進入を検出して、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車の車輪とレールとの間に、前記摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材を噴射すること、
を特徴とする摩擦緩和方法。 A friction relaxation method for reducing frictional resistance between a wheel and a rail,
Detecting a curve approach of the front carriage of the leading vehicle, and injecting a friction relaxation material that relaxes the frictional resistance between the wheel and the rail of the rear carriage relative to the front carriage of the leading vehicle;
Friction relaxation method characterized by.
前記先頭車両の前側の台車の左右方向の回転角を検出して、この先頭車両の前側の台車の曲線進入を検出すること、
を特徴とする摩擦緩和方法。 In the friction relaxation method according to claim 7,
Detecting the rotation angle in the left-right direction of the carriage on the front side of the leading vehicle, and detecting the curve approach of the carriage on the front side of the leading vehicle;
Friction relaxation method characterized by.
先頭車両の前側の台車の車輪とレールとの間に発生する横圧を検出して、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車の車輪とレールとの間に、前記摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材を噴射すること、
を特徴とする摩擦緩和方法。 A friction relaxation method for reducing frictional resistance between a wheel and a rail,
By detecting the lateral pressure generated between the front wheel and the rail of the front vehicle, the frictional resistance is reduced between the rear wheel and the rail of the front vehicle. Spraying friction modifiers,
Friction relaxation method characterized by.
先頭車両の前側の台車の曲線進入時に発生するきしり音を検出して、この先頭車両の前側の台車よりも後側の台車の車輪とレールとの間に前記摩擦緩和剤を噴射すること、
を特徴とする摩擦緩和方法。 A friction relaxation method for reducing frictional resistance between a wheel and a rail,
Detecting a crisp sound generated when the front truck of the leading vehicle enters the curve, and injecting the friction modifier between the wheel and the rail of the rear truck with respect to the front truck of the leading vehicle;
Friction relaxation method characterized by.
車両の速度を検出して前記摩擦緩和材の噴射量を可変すること、
を特徴とする摩擦緩和方法。 In the friction relaxation method according to any one of claims 7 to 10,
Detecting the speed of the vehicle to vary the injection amount of the friction modifier,
Friction relaxation method characterized by.
車両の非常ブレーキ作動時、低速走行時又はワイパ動作時には前記摩擦緩和材の噴射を中止すること、
を特徴とする摩擦緩和方法。
In the friction relaxation method according to any one of claims 7 to 11,
Stop the injection of the friction modifier when the vehicle emergency brake is activated, when driving at low speed or when the wiper is operating,
Friction relaxation method characterized by.
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---|---|---|---|
JP2005002122A JP2006188158A (en) | 2005-01-07 | 2005-01-07 | Friction easing device and friction easing method |
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JP2009040372A (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Railway Technical Res Inst | Injection device and method |
JP2009040371A (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Railway Technical Res Inst | Injection device and method |
JP2010228507A (en) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Kinki Sharyo Co Ltd | Liquid lubricant applying method of railroad vehicle |
-
2005
- 2005-01-07 JP JP2005002122A patent/JP2006188158A/en active Pending
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