JP2006341684A - 乗り上がり脱線転動輪防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】滑りボタンで転動輪凹部の両フランジで滑り上がりを防止、非常ブレーキでパッドで停止ロックしてレール上で転動輪を制動停止させる乗り上がり脱線転動輪防止装置。
【解決手段】滑り上がりボタン操作で、転動輪の凹部両フランジで転動回転を小さくし、カット溝をレールに嵌め込み面接触の摩擦抵抗で滑り上がりを防止、非常ロックボタン操作で転動輪をブレーキのパッドで次第に停止状態にし、回転を小さくしてカット溝をレールに嵌め込み面接触の摩擦抵抗で転動輪を制動停止状態にし、ブレーキのパッドを圧着させ停止ロックした転動輪をレール上面で制動停止させる乗り上がり脱線転動輪防止装置。
【選択図】図３

Description

本発明は電車車両のレール上を走行する鉄道車両の滑り上がりを起こしても、一気に乗り上がりに至らないよう乗り上がりを未然に防ぐ乗り上がり脱線転動輪防止装置に係る。

従来の技術の特開平６−２４７３０４号公報にあるものは、車体の下面に電磁石化するブレーキ・シューを上下動自在に設け、磁性吸着力により鉄道レールに吸着せるように構成した鉄道車両の制動装置があり、車体に装着して直接レールにブレーキ・シューを磁気力で吸着させることによって強力な勢動力を発生させ、鉄道車両を極めて短時間で確実に制動装置で停止されるものが提案されているが、従来の制動装置が車体そのものに取着されたものは、急カーブの半径R（１５０R）が小さい場合に急ブレーキを掛けた場合、
車両に遠心力が働き、滑り上がり、乗り上がり走行で滑走ことになり、例えば、時速８０ｋで走行する鉄道車両は約２７０mも滑走するため、車体が遠心力で滑り上がり、片輪走行後の乗りあがり脱線等の事故を発生する恐れがあり、最悪の場合しゃりょうの転覆も考えられる。
特開閉０６−２４７３０４号公報

電車車両が急カーブに超過の速度で入り、滑り上がり、片輪走行の後に脱線転覆を防止するためにレールに対し鉄輪の滑り上がりをどう防ぐかの課題と、車両の前後の台車の下面で滑り上がりを未然に防ぐために、前後の台車の下面で鉄輪をレール上面でどう滑り上がりを防ぎ転動させ回転移動させどうレールにロックさせ車両を停止させ乗り上がりを防ぐようにするかの課題とがある。

本発明は、非常ブレーキ操作の前段階に、滑り上がりボタン操作で、脱線転動輪制御装置で脱線転動輪防止装置を制御し、上方の電磁石を起動させ、電磁石のロッドが引っ込み係止片フックが外れ、ハウジングから落下突出し、下方に落下する脱線転動輪架体により転動輪の外周面の摩擦面の凹部はレール上面に落下し、転動回転する転動輪の外周面の摩擦面の凹部の形状を、両フランジでレール幅より適宜広いギャップにし底面部にレール幅とほぼ同一で溝深さ適宜にしたカット溝を設け、レール頭部高さから腹部の継ぎ目角度の交点差分長さＬよりも転動輪の凹部の底面部から突先部までの方を小さくし、両フランジでレール幅より適宜広いギャップの凹部で転動輪を転動回転し、両フランジでレールを包含して滑り摩擦抵抗で転動回転を小さくし、レール上面幅に凹部の底面部のカット溝を嵌り込み、嵌り込ませて面接触の摩擦抵抗で転動輪の制動停止状態にし、滑り上がりを起しても、一気に乗り上がりに至らないようにし、非常ブレーキ操作で、脱線転動輪制御装置で脱線転動輪防止装置を制御して、ブロック・ブレーキを駆動させ、転動輪の摩擦面の外周面の凹部に、一対のブロック・ブレーキでブレーキのパッドの凸部圧着させるブレーキのパッドの凸部の形状を、両フランジでレール幅より適宜広いギャップにし、転動輪の凹部の底面部のレール幅とほぼ同一で適宜な溝深さのカット溝の２段の凸部の摩擦面を圧着して摩擦抵抗で転動輪の回転を次第に停止状態に制御して、転動回転が小さくなり、転動輪の凹部のレール幅のカット溝がレール上面幅に嵌り込み、嵌り込ませた転動輪の面接触の摩擦抵抗で転動輪を制動停止状態にし、ブレーキのパッドの２段の凸部の摩擦面を圧着させ、転動輪を停止ロックさせ、停止ロックした転動輪をレール上面で制動停止状態にし、レール上面で転動輪を制動停止させ、滑り上がりを起こしても、一気に乗り上がりに至らないようにする手段で車体を停止させるものである。

本発明は、滑り上がりボタン操作で、脱線転動輪制御装置で脱線転動輪防止装置を制御
し、上方の電磁石を起動させ、電磁石のロッドが引っ込み係止片フックが外れ、台車の下面に配設したハウジングから脱線転動輪架体は突出し、下方に落下する脱線転動輪架体の転動輪の外周面の凹部はレール上面に落下し、転動回転する転動輪の外周面の摩擦面の凹部を、両フランジでレール幅より適宜広いギャップにして凹部の底面部にレール幅とほぼ同一で溝深さ適宜のカット溝を設け、レール頭部高さから腹部の継ぎ目角度の交点差分長さＬよりも転動輪の凹部の底面部から突先部までの方を小さくして設け、凹部の両フランジでレール幅より適宜広いギャップで、凹部の両フランジで転動輪が転動回転させレールを包含して滑り摩擦抵抗で、転動回転を小さくにし、レール上面にカット溝が嵌り込み、嵌り込ませ面接触の摩擦抵抗で転動輪の制動停止状態にし、滑り上がりを起しても、一気に乗り上がりに至らないようにしてこの問題点を解決し、非常ブレーキ操作で、脱線転動輪制御装置で脱線転動輪防止装置を制御し、ブロック・ブレーキを駆動させ、脱線転動輪架体内の転動輪の外周面の摩擦面の凹部に、一対のブロック・ブレーキでブレーキのパッドの凸部を圧着させ、ブレーキのパッドの凸部の形状を、転動輪の凹部が両フランジでレール幅より適宜広いギャップにし、底面部にレール幅で溝深さ適宜のカット溝に対応させ２段の凸部の形状とし、ブレーキのパッドの２段の凸部の摩擦面を圧着して摩擦抵抗で転動輪の回転を次第に停止状態に制御して、転動回転が小さくなるから凹部の底面部のレール幅のカット溝がレール上面幅に嵌り込み、嵌り込む転動輪の面接触の摩擦抵抗で転動輪を制動停止状態にし、ブレーキのパットの２段の凸部の摩擦面を圧着させ転動輪を停止ロックさせ、停止ロックした転動輪はレール上面で制動停止状態になり、レール上面で転動輪を制動停止させ、滑り上がりを起こしても、一気に乗り上がりに至らないようにして問題点を解決してなる乗り上がり脱線転動輪防止装置。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。

本発明について図１により説明する、１は鉄道車両の車体で、車体１は下部の前後に配設された台車２により走行自在に支持されている。上記台車２には台車枠３内に鉄道レール４上を回転する鉄輪５及び鉄輪制動装置６等が配置されており、台車２の台車枠３で、台車枠３の上部には、空気ばね等の車体支持装置（図示されず）を介して車体１が載置される。
台車枠３内に鉄道レール４上面を回転する左右一対の鉄輪５及び鉄輪制動装置６が配設され、鉄輪制動装置６は複式のブロック・ブレーキ９が設備されている。なを、単式のブロック・ブレーキの場合もある。
図２の、７は上記鉄輪制動装置６とは別個の、脱線転動輪防止装置で、脱線転動輪防止装置７は前後の２台の台車２において、一方のレールに対して２箇所従って左右のレールに対しては合計４箇所が配設されている。当該脱線転動輪防止装置７は車体１の下面に固定するハウジング８内に収納されており、車体１の前後の２台の台車２において、一方のレールに対して２箇所従って左右のレールに対して合計４箇所に車体１の下面にハウジング８を固定配設している。転動輪１５は前後の２台の台車２において、一方のレールに対して４個従って左右のレールに対しては合計８個で、台車２の一台に４個が配設されている。この転動輪１５は脱線転動輪防止装置７内に配設され、転動輪１５の外周面に摩擦面には凹部２１が施してあり、転動輪１５の外周面の凹部２１の形状を、両フランジ３１でレール４幅より適宜広いギャップにして凹部２１の底面部２９にレール４幅とほぼ同一で溝深さ適宜のカット溝１４を設け、レール４頭部高さから腹部の継ぎ目角度の交点差分長さＬよりも転動輪１５の凹部２１の底面部２９から突先部までの方を小さくして凹部２１を構成している。
転動輪１５の外周面の凹部２１には、底面部２９から両突先部を、従来の鉄道車両の鉄輪５のフランジ形状のものを、本発明では転動輪１５の凹部２１の両突先部である両フランジ３１を内側に斜面の対称的にフランジ形状を形成して凹部２１としたものである。
レール４上面を転動回転する転動輪１５には滑り上がりによる、レール４上面で転動輪１５に横方向に内部応力が働くから、これに対し、転動輪１５の外周面の凹部２１の突先部を両フランジ３１とし、横方向の内部応力の滑り摩擦抵抗に対応する両フランジ３１を形成し、横方向の内部応力の滑り摩擦抵抗により転動輪１５の転動回転を小さくしてなる制動停止させる効果を有するものである。
図２は、ハウジング８の上方の両側端に２箇所に電磁石のロッド２３を配設してあり、ハウジング８には脱線転動輪架体１３が上下動自在に収納されている。脱線転動輪架体１３の上方２箇所に配設した係止片フック１２と電磁石のロッド２３を係止させ、ハウジング８内に常時上方に付勢して鉄道車両はレール上を走行している。
従って、電磁石が起動すると、当該電磁石のロッド２３は引っ込み係止片フック１２は外れるから脱線転動輪架体１３は下方に落下し、落下した脱線転動輪架体１３の転動輪１５はレール４上面に落下して、転動輪１５の外周面の凹部２１でレール４上面を転動回転し、転動輪１５の外周面の摩擦面の凹部２１の形状を、両フランジ３１でレール４幅より適宜広いギャップにしてレール４を包含してレール４上面を転動回転させるから、その滑り摩擦抵抗で転動輪１５の転動回転が小さくなると、レール４上面を転動回転する転動輪１５の凹部２１の底面部２９のレール４幅のカット溝１４がレール４上面幅に嵌り込み、嵌り込むから面接触の摩擦抵抗により制動停止させる効果が有り、滑り上がりを防ぎ、滑り上がりを起こしても、一気に乗り上がりに至らないようにしたものであり、レール４頭部高さから腹部の継ぎ目角度の交点差分長さＬよりも転動輪１５の凹部２１の底面部２９から突先部までの方を小さくしたから、レール軌道敷のレール継ぎ目板３０の上方に転動輪１５の凹部２１の底面部２９から突先部までの方を小さくしたから上述の滑り上がり防止時の転動輪１５の外周面の凹部２１の突先部がレール４上面を転動回転し移動しても、レール継ぎ目板３０の上方に接触せず、滑り上がり防止に何等支障、障害無く、従って、分岐レール軌道敷内でも何等支障無きものである。
図３は、脱線転動輪架体１３上方の釣合梁２４を軸箱１８上面間には、軸ばね１９が取り付けられている。この軸ばね１９の両側において、上方の釣合梁２４からペデスタル２５が垂下されている。このペデスタル２５は、２つの対抗する逆さ角形のブロックからなり、両ブロックの間に前述の軸ばね１９及び軸箱１８が組み込まれている。軸箱１８は、ペデスタル２５の下部に摺動可能に係合されている。ペデスタル２５は、釣合梁２４が軸ばね１９上で上下に弾性変位する際に、軸箱１８を上下に案内する役割を果たす。前後の軸箱１８には、釣合梁２２が脱線転動輪架体１３の左右に連接固定されている。この釣合梁２２の前後の軸箱１８の下端面に固定されている。
図３について説明すると、滑り上がりボタン２７操作で、脱線転動輪制御装置２６で脱線転動輪防止装置７を制御して、電磁石を起動し、電磁石のロッド２３が引っ込むから係止片フック１２が外れ、ハウジング８から脱線転動輪架体１３は突出し、下方に落下する脱線転動輪架体１３の転動輪１５は、図４で解るように転動輪１５がレール４上面に落下している。転動輪１５の外周面の摩擦面の凹部２１の両フランジでレール４幅より適宜広いギャップにし、凹部２１の底面部２９にレール４幅とほぼ同一で溝深さ適宜なカット溝１４を設けてある。
今、超過の速度で滑り上がりボタン２７の操作されて車体１は滑り上がり寸前の状態で脱線転動輪防止装置７は制御され、落下した転動輪１５の両フランジ３１でレール４幅と適宜広いギャップにした凹部２１で、その両フランジ３１でレール４幅と適宜広いギャップの凹部２１で包含してレール４上面を転動輪１５の凹部２１が転動回転するから滑り摩擦抵抗で、レール４上面を転動回転する転動輪１５の回転が小さくなると、転動輪１５の凹部２１の底面部２９のレール幅とほぼ同一で溝深さ適宜のカット溝１４が、レール４上面幅に嵌り込み、嵌り込むから面接触の摩擦抵抗で、レール４上面で転動輪１５を制動停止させる効果が有り、滑り上がりを起こしても、一気に乗り上がりに至らないようにし、車体１は停止するから滑り上がりを防ぎ未然に乗り上がりを防止出来るものである。
図５は、車体１を直接制動する複式のブロック・ブレーキ９が設備されている。この複式のブロック・ブレーキ９は各転動輪１５の外周において直径線上の対抗位置に一対のブロック・ブレーキ９が配置され、ブレーキ・シュー１１の作動で、ブレーキのパッド１０の凸部２０の摩擦面は転動輪１５の外周面の凹部２１に圧着して摩擦抵抗で転動輪１５の回転を次第に停止状態に制御して転動輪を停止ロックさせるように構成されている。
脱線転動輪防止装置７は台車２に固定するハウジング８を設け、車体１を載置した台車２の台車枠３で、脱線転動輪架体１３が下方に落下する転動輪１５には、左右に一対のブロック・ブレーキ９が付勢され収納されている。そのブロック・ブレーキ９のブレーキのパッド１０の凸部２０の形状を、転動輪１５の凹部２１の両フランジ３１でレール４幅のカット溝１４で深さ適宜に対応する２段の凸部２０の摩擦面を構成し、２段の凸部２０を圧着すようにしたものである。
図５について詳しく説明すると、上述のように滑り上がりボタン２７操作されても車体１が最悪状態になり、運転手が非常ブレーキ２８操作で、脱線転動輪制御装置２６で脱線転動輪防止装置７を制御して、左右に一対のブロック・ブレーキ９で、ブレーキ・シュー１１を作動させ、ブレーキのパッド１０の凸部２０の摩擦面を転動輪１５の外周面の凹部２１に圧着するもので、ブレーキのパッド１０の凸部２０の形状を、転動輪１５の凹部２１の両フランジ３１でレール４幅で溝深さ適宜のカット溝１４の２段の凸部２０の摩擦面を、当該凹部２１に圧着させて転動輪１５の回転を次第に停止状態に制御して、転動回転が小さくなるから、転動輪１５の外周面の摩擦面の凹部２１のレール４幅とほぼ同一にしたカット溝１４はレール４上面に嵌り込み、嵌り込むから面接触の摩擦抵抗でレール４上面で転動輪１５を制動停止状態にし、ブレーキのパッド１０の２段の凸部２０で転動輪１５を停止ロックし、停止ロックした転動輪１５でレール４上面を制動停止状態にし、レール４上面で転動輪１５を制動停止させ、滑り上がりを起しても、一気に乗り上がりに至らないようにして、車体１をレール４上面で停止させるものである。
本発明は、滑り上がりを起しても、一気に乗り上がりに至らないようにして、滑り上がりを防ぎ乗り上がりを防止する鉄道車両とレール４とレール軌道敷の設備に損害、損傷あるも、人身事故を最小限にする滑り上がりを防ぎ、以って車両１を停止させ、一気に乗り上がりに至らないようにする乗り上がり脱線転動輪防止装置としたものである。
運転手が非常ブレーキ２８操作を行うと、ブロック・ブレーキ９を駆動させ転動輪１５の回転を次第に停止状態に制御するものである。

鉄道車両の急カーブで遠心力により乗り上がり片輪走行、飛び上がり脱線転覆事故は、殆ど先頭車両から５番目車両までが事故に遭遇しているから、本発明の乗り上がり脱線防止装置を、前記した先頭１番目車両から５番目車両までに対応させ、滑り上がりを防ぎ、未然に乗り上がりを防止させる乗り上がり脱線防止装置の利用可能性がある。

本発明の脱線転動輪防止装置を有する鉄道車両の側面図である。 本発明の脱線転動輪防止装置の全体詳細説明図である。 本発明の脱線転動輪防止装置の脱線転動輪架体の動作状態の詳細説明図である。 本発明の転動輪とレールの関連説明図である。 本発明のブロック・ブレーキのブレーキのパッドの構造詳細説明図である。

符号の説明

１ 車体 ２ 台車
３ 台車枠 ４ レール
５ 鉄輪 ６ 鉄輪制動装置
７ 脱線転動輪防止装置 ８ ハウジング
９ ブロック・ブレーキ １０ ブレーキのパッド
１１ ブレーキ・シュー １２ 係止片フック
１３ 脱線転動輪架体 １４ カット溝
１５ 転動輪 １６ 車軸
１７ 輪軸 １８ 軸箱
１９ 軸ばね ２０ 凸部
２１ 凹部 ２２ 釣合梁
２３ 電磁石のロッド ２４ 釣合梁
２５ ペデスタル ２６ 脱線転動輪制御装置
２７ 滑り上がりボタン ２８ 非常ブレーキ
２９ 底面部 ３０ レール継ぎ目板
３１ フランジ

Claims (1)

1. 台車の下方に配設したハウジングに常時上方に付勢した脱線転動輪架体を上下動自在にして、脱線転動輪架体は、レール上を転動する左右一対の転動輪を繋ぐ車軸からなり、転動輪の車軸と軸箱で、軸箱上面部から軸ばねと逆の角形のペデスタルで上面の釣合梁と固定され、該軸箱と下面部に固定の釣合梁の左右を固定した脱線転動輪架体に転動輪は装着され、上下動自在にハウジング内に収納され、滑り上がりボタン操作で、脱線転動輪制御装置で脱線転動輪防止装置を制御し、ハウジングより突出して脱線転動輪架体は下方に落下し、脱線転動輪架体の転動輪はレール上面に落下し、転動輪の外周面の摩擦面の凹部を両フランジでレール幅より適宜広くギャップにし凹部で両フランジでレール４を包含させ転動回転させ、且つ、レール頭部高さから腹部の継ぎ目角度の交点差分長さＬよりも転動輪の凹部の底面部から突先部までの方を小さくし、凹部の両フランジで包含する滑り摩擦抵抗で転動回転を小さくして、凹部の底面部のレール幅とほぼ同一のカット溝をレール上面幅に嵌り込ませて面接触の摩擦抵抗で転動輪を制動停止状態にし、非常ブレーキ操作で、脱線転動輪制御装置で脱線転動輪防止装置を制御し、ブロック・ブレーキを駆動し、レール上面に落下した転動輪の外周面の摩擦面の凹部に、一対のブロック・ブレーキのブレーキのパッドの凸部を圧着させたブレーキのパッドの凸部の形状を両フランジでレール幅より適宜広いギャップにし転動輪の底面部のレール幅とほぼ同一で適宜な溝深さのカット溝の２段の凸部として、ブレーキのパッドの２段の凸部を圧着させて転動輪の回転を次第に停止状態に制御して、転動輪の回転が小さくして、転動輪の外周面の摩擦面の凹部のレール幅とほぼ同一のカット溝がレール上面幅に嵌り込み、嵌り込ませた転動輪の面接触の摩擦抵抗で転動輪をレール上面に制動停止状態にし、ブレーキのパッドの２段の凸部の摩擦面を圧着させ転動輪を停止ロックさせ、レール上面で転動輪を制動停止状態にし、レール上面に転動輪を制動停止させてなる乗り上がり脱線転動輪防止装置。
   

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