JP2006290317A

JP2006290317A - 列車の浮上及び脱線防止装置

Info

Publication number: JP2006290317A
Application number: JP2005140340A
Authority: JP
Inventors: Shozaburo Sato; 昇三郎佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】地震発生時に台車に設けた係合ホイールをレールの頭部裏面側に位置させることで、係合ホイールと車輪でレールの頭部を挟み、これによって台車がレールから浮き上がらないようにし、車両をレールに結合することで、高速で走行する列車の場合でも脱線の発生を防ぐことができる列車の浮上及び脱線防止装置を提供する。
【解決手段】車両における台車１の両側位置に、レールＡと直角方向に揺動自在となるエアシリンダＩと、このエアシリンダ５の下方に位置し、同じくレールＡと直角方向に揺動自在となる係合ホイール９を配置し、上下に位置するエアシリンダ５と係合ホイール９を、エアシリンダ５の収縮状態で係合ホイール９がレールＡの頭部上面に対して上部側方に位置し、エアシリンダ５の伸長状態で係合ホイール９がレールＡの頭部裏面側に位置するように結合し、前記エアシリンダ５を列車の通常走行時は収縮させ、地震発生時に伸長させるようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、地震発生時の縦と前後左右の揺れにより、列車がレールから脱線するのを防止するための列車の浮上及び脱線防止装置に関する。

例えば、速度の速い新幹線の場合、中央司令室の早期地震検知システム（ユレダス）により、瞬時に地震発生の検出信号を列車に送り、非常ブレーキをかけると共に、送電を停止し、地震による脱線や転覆の発生を防ぐようにしている。

しかし、高速で走行する列車は、送電が停止され、非常ブレーキがかかっても、列車の高速慣性を停止させるまでには相当の距離と時間を要することになり、このため、列車が走行する状態で、地震が発生した場合、縦揺れから始まる横揺れがあっても、直線レール上は直線的に、カーブではカーブに沿って走行慣性があり、少しの間はレール上を走行し、瞬時には脱線しないと思われるが、地震の規模が大きいと車輪のフランジがレールの上面に乗り上げることで、脱線に至ることになる。

そこで、この発明の課題は、地震発生時、走行車に対し、早期地震検知システムにより、非常ブレーキや送電停止が瞬時に採られるが、同時に台車下部に取付けられたブラケット内にあるエアシリンダのピストンとその下部に設けた係合ホイールを接続し、また、係合ホイールの他部はブラケット下部と揺動自在に接続されており、エアシリンダの伸長により、係合ホイールがレールの頭部裏面に入り、係合ホイールと車輪でレールの頭部を挟み、これによって台車がレールから浮き上がらないようにし、車両をレールに結合することで、高速で走行する列車の場合でも脱線の発生を防ぐことができる列車の浮上及び脱線防止装置を提供することにある。

上記のような課題を解決するため、この発明は、車両における台車の両側位置に、レールと直角方向に揺動自在となるエアシリンダと、このエアシリンダの下方に位置し、同じくレールと直角方向に揺動自在となる係合ホイールを配置し、かつ、係合ホイールの他部はブラケット下部と揺動自在に接続されており、上下に位置するエアシリンダのピストンと係合ホイールを、エアシリンダの収縮状態で係合ホイールがレールの頭部上面に対して上部側方に位置し、エアシリンダの伸長状態で係合ホイールがレールの頭部裏面側に位置するように結合し、前記エアシリンダを車両の通常走行時は収縮させ、地震発生時に伸長させるようにした構成を採用したものである。

また、上記台車に設けたブラケットに揺動腕をレールと直角方向に揺動自在となるよう枢止し、この揺動腕の先端部で水平時に下側となる側縁に係合ホイールを設け、水平時に上側となる側縁にエアシリンダの下端部を連結し、前記揺動腕の先端部で係合ホイールの近接位置に、係合ホイールの下降回動時にこの係合ホイールがレールの頭部上面に対して乗り上げた場合にこれを検出し、エアシリンダを収縮させて再始動させるためのセンサを設けた構造とすることができる。

ここで、上記台車に対する係合ホイールの取付けは、両側のレールに対して、外側の側面に係合する配置と、内側の側面に係合する配置及び、両側レールの内外面の両方に同時に係合する配置の何れを選択してもよい。

上記エアシリンダは、平時は縮んでピストンで係合ホイールをレールよりも上方に引き上げ、地震発生に対し、エアシリンダは瞬時に伸長することで係合ホイールはレール頭部の裏側に挿入され、車輪とでレールの頭部を挟むことで列車の浮上を防ぐことになる。

上記係合ホイールは、台車に揺れがあるときでも、レール頭部の裏側に挿入しやすいように、テーパになっている。

また、台車と車体はボギー式のため、一車両前後二点として結ばれており、従って、縦と横の揺れに対し、台車以上に車体の振り幅は大きいので、脱線防止装置を車体の下部に設けるようにすればなおよい。

上記係合ホイールの側面に設けたセンサは、係合ホイールが下向きに回動したとき、レール頭部の裏側に挿入できずにレールの上にあるとこれを検知して信号を発するものであり、この信号はエア送気管の四方弁に送られ、即座にエアシリンダは収縮して係合ホイールを引き上げ、次いで、エアシリンダを伸長させて係合ホイールを下降させる動作を繰り返すことで、レール頭部の裏側に係合ホイールを確実に挿入させるものであり、このため、係合ホイールがレール上を走行することがない。

また、ブラケットに取付けた係合ホイールの腕の途中には、上方への引っ張り力には強いが、走行方向の衝撃に対して曲がりやすい又は折れやすいブレーカの溝を形成し、地震の時、ポイントやガイドレールに係合ホイールが当たった場合、ブレーカ溝から腕が折れ、列車の走行に支障が発生しないようにしている。

この発明によると、地震発生時にエアシリンダが伸長し、係合ホイールをレールの頭部裏面側に挿入するようにしたので、地震発生時に係合ホイールと車輪でレールの頭部を挟み、これによって台車がレールから浮き上がらないようにすることができ、車両をレールに対して結合することで、高速で走行する列車の場合でも脱線の発生を防ぐことができる。

また、列車の通常走行時はエアシリンダを収縮させ、係合ホイールをレールの頭部上面に対して上部側方に位置させるので、線路にポイントや踏み切り、列車検出器、案内レール等が存在しても、列車の通常走行に全く支障を与えることがなく、既存の線路をそのまま使用して脱線防止を図ることができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図示のように、車両における２軸ボギー台車１の下部で、車輪間や車輪の前後の位置に、レールの幅方向に長く下縁がレールＡの上面に達しない程度のブラケット２をボルト３で固定し、このブラケット２の両側端部で両側レールＡの上部に位置する部分に、上端部が枢軸４でブラケット２に枢止され、この枢軸４を支点にレールＡと直角方向に揺動自在となるエアシリンダ５と、このエアシリンダ５の下方に位置し、基端が枢軸６でブラケット２に枢止され、枢軸６を支点に同じくレールＡと直角方向に揺動自在となる揺動腕７を取付け、上下に位置するエアシリンダ５のピストンロッド５ａの下端と揺動腕７の先端側を枢止ピン８で結合し、エアシリンダ５の伸縮で揺動腕７がレールＡの長さ方向に対して直角方向に揺動するようになっている。

上記揺動腕７の先端部で略水平時に下側となる側縁にテーパ状の回転輪を用いた係合ホイール９を設け、上側となる側縁にエアシリンダ５のピストンロッド５ａを枢止ピン８で連結し、エアシリンダ５の収縮状態で係合ホイール９がレールＡの頭部上面に対して上部側方に位置し、エアシリンダ５の伸長状態で係合ホイール９がレールＡの頭部裏面側に位置するようにし、前記エアシリンダ５は図１のように、列車の通常走行時は収縮させ、係合ホイール９をレールＡの上面よりも上方に位置させるようにし、通常の走行に支障が生じないようにしている。

また、地震発生時に、エアシリンダ５を伸長させると、図２のように、係合ホイール９がレールＡの頭部裏面側に挿入され、係合ホイール９と車輪でレールＡの頭部を挟み、これによって台車１がレールＡから浮き上がらないようにする。

上記前記揺動腕７の先端部で係合ホイール９の近接位置に、係合ホイール９の下降回動時にこの係合ホイール９がレールＡの頭部上面に対して乗り上げた場合にこれを検出し、エアシリンダ５を収縮させて再始動させるためのセンサ１０が設けられている。

このセンサ１０は、揺動腕７に枢軸１１で吊り下げ、自重によって自動的に垂下するようにしたレール検出部材１２と、揺動腕７に取付けられ、レール検出部材１２の揺動を検出する検出子１３とで形成されている。

上記センサ１０は、係合ホイール９が下向きに回動したとき、レールＡの頭部ａの裏側に挿入できずにレールＡの上にあるとこれを検知して信号を発するものであり、この信号はエア送気管１４の切換え弁１５に送られ、即座にエアシリンダ５は収縮して係合ホイール９を引き上げ、次いで、エアシリンダ５を伸長させて係合ホイール９を下降させる動作を繰り返すことで、レールＡの頭部ａの裏側に係合ホイール９を確実に挿入させるものであり、このため、係合ホイール９がレールＡ上を走行することがない。

図４の例で示すように、上記ブラケット２に係合ホイール９を取付ける揺動腕７を二分割し、これを両面から挟んで接続する板の途中には、上方への引っ張り力には強いが、走行方向の衝撃に対して曲がりやすい又は折れやすいブレーカの溝１６を形成し、地震の時、ポイントやガイドレールに係合ホイール９が当たった場合、揺動腕７がブレーカ溝１６から腕が折れ、列車の走行に支障が発生しないようにしている。

なお、上記台車１に対する係合ホイール９の取付けは、図５（ａ）乃至（ｃ）に示すように、両側のレールＡに対して、外側の側面に係合する配置（ａ）と、内側の側面に係合する配置（ｂ）及び、両側レールＡの内外面の両方に同時に係合する配置（ｃ）の何れを選択してもよい。

この発明の脱線防止装置は、上記のような構成であり、列車の通常走行時は、図１に示すように、エアシリンダ５を収縮させ、係合ホイール９をレールＡの頭部ａの上面に対して上部側方に位置させるので、線路にポイントや踏み切り、列車検出器、ガイドレール等が存在しても、列車の通常走行に全く支障を与えることがなく、既存の線路をそのまま使用して脱線防止を図ることができる。

また、地震が発生すると、通信手段による地震発生信号によって、図２の如く、エアシリンダ５は瞬時に伸長することで係合ホイール９はレールＡの頭部ａの裏側に挿入され、車輪と係合ホイール９でレールＡの頭部ａを挟むことで列車の浮上を防ぎ、脱線の発生を防止することになる。

図３のように、上記係合ホイール９の側面に設けたセンサ１０は、係合ホイール９が下向きに回動したとき、レールＡの頭部ａの裏側に挿入できずにレールＡの上にあるとこれを検知して信号を発するものであり、この信号はエア送気管１４の切換え弁１５に送られ、即座にエアシリンダ５は収縮して係合ホイール９を引き上げ、次いで、エアシリンダ５を伸長させて係合ホイール９を下降させる動作を繰り返すことで、レールＡの頭部ａの裏側に係合ホイール９を確実に挿入させるものであり、このため、係合ホイール９がレールＡ上を走行することがない。

なお、台車１と車体はボギー式のため、一車両二点として結ばれており、従って、縦と横の揺れに対し、台車１以上に車体の振り幅は大きいので、脱線防止装置を車体の下部に設けるようにすればなおよい。

また、新幹線のような高速車両だけでなく、一般の低速列車においても取付けることができ、通信手段によるか、あるいは、運転手の気転によるエア弁の操作によって脱線防止装置を作動させることができる。

脱線防止装置の通常の状態を示す正面図脱線防止装置の地震発生時の状態を示す正面図脱線防止装置におけるセンサの働きを示す正面図脱線防止装置の他の例を示す正面図（ａ）乃至（ｃ）のそれぞれは脱線防止装置のレールに対する配置の異なった例を示す正面図

符号の説明

１台車の
２ブラケット
３ボルト
４枢軸
５エアシリンダ
６枢軸
７揺動腕
８枢止ピン
９係合ホイール
１０センサ
１１枢軸
１２レール検出部材
１３検出子
１４エア送気管
１５切換え弁
１６ブレーカ溝

Claims

車両における台車の両側位置に、レールと直角方向に揺動自在となるエアシリンダと、このエアシリンダの下方に位置し、同じくレールと直角方向に揺動自在となる係合ホイールを配置し、上下に位置するエアシリンダと係合ホイールを、エアシリンダの収縮状態で係合ホイールがレールの頭部上面に対して上部側方に位置し、エアシリンダの伸長状態で係合ホイールがレールの頭部裏面側に位置するように結合し、前記エアシリンダを車両の通常走行時は収縮させ、地震発生時に伸長させるようにした列車の浮上及び脱線防止装置。
上記台車に設けたブラケットに揺動腕をレールと直角方向に揺動自在となるよう枢止し、この揺動腕の先端部で水平時に下側となる側縁に係合ホイールを設け、水平時に上側となる側縁にエアシリンダの下端部を連結し、前記揺動腕の先端部で係合ホイールの近接位置に、係合ホイールの下降回動時にこの係合ホイールがレールの頭部上面に対して乗り上げた場合にこれを検出し、エアシリンダを収縮させて再始動させるためのセンサを設けた請求項１に記載の列車の浮上及び脱線防止装置。