JP2010163149A

JP2010163149A - 鉄道線路の脱線防止用安全レールに替わる列車脱線時に脱線した車両が線路のレールから大きく逸脱し走行しないように車両の車軸に取り付けて逸脱防止用安全車輪と強固に作られた逸脱防止用車軸受けボックス及び排障器と脱線後低速走行の運転が継続できる補助車輪走行装置

Info

Publication number: JP2010163149A
Application number: JP2009029064A
Authority: JP
Inventors: Kaname Iketani; 要池谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2009-01-19
Publication date: 2010-07-29

Abstract

【課題】地震の揺れで脱線しても車両が線路から大きくはみ出し逸脱走行することのないようにする。
【解決手段】車両の車軸の両端近くの主車輪３・４の内側と外側に約１５センチの間隔５・６・１１・１２をあけて安全車輪１・２・３１・３２をつけ、また主車輪３・４と安全車輪１・２・３１・３２との間の４箇所の間隔５・６・１１・１２をあける。左に脱線した時はレール１３は間隔５に挟まり、レール１４は間隔１２に挟まる。右に脱線した時はレール１３は間隔１１に挟まり、レール１４は間隔６に挟まる。このように車両はレール１３・１４を４つの間隔５・６・１１・１２で挟んで逸走して停止する。このそれぞれの間隔５・６・１１・１２に装着する脱線時レール踏査用鉄輪１９・２０・２１・２２及び２３・２４・２５・２６は脱線時に用いる。
【選択図】図１２

Description

発明の詳細な説明

産業上の利用分野

本願は先に平成１７年７月２２日に特願２００５−２３６９５２号で特許出願し、平成１９年２月８日付で特許出願公開番号特開２００７−３０８５３号で特許公開公報で出願公開されたものであるが、都合により出願審査請求をしなかったので、今回、これを一部手直しのうえ、特許出願するものである。
平成１６年１０月２３日午後６時前、中越大地震時に新潟に向け走行中の上越新幹線列車とき３２５号（１０両編成）が長岡市の滝谷トンネルを出た直後脱線し、約１．６キロ先まで走行して停止した。この時４〜５両目以外はすべて脱線し、最後尾の車両は停止まで約７５０メートルにわたって約３０秒の間、車体を約３０度傾いたまま大きくはみ出し走行し、対抗列車があれば衝突する状態であった。一方先頭車両は前側の台車の２本の車軸が進行方向左側に脱線したが排障器と車輪の間にレールが挟まり車両は線路に沿ってやや安定を保ちながら走行した。
その後米ではロサンゼルス近郊で４両編成の通勤列車が乗用車と衝突し脱線、１〜２両目が「く」の字形に張り出したところに、反対側を走っていた別の４両編成の通勤列車にぶつかり、こちらも脱線、転覆し１０人が死亡１９０人の負傷者が出た。さらにパキスタンでも故障のため駅に停止していた旅客列車に別の列車が追突し、数両が別の軌道にはみ出す形で脱線、そこへ反対から来た列車が突っ込んだ。この追突と衝突の二つの事故で乗客２００人以上死亡、負傷者は１０００人を越えた。
このような地震の原因による脱線事故、踏切内での自動車との衝突事故、線路上の置き石による競り上がり脱線事故、競合脱線事故、追突事故、列車同志の正面衝突事故、車両の脱線転覆事故等による大事故で多数の死傷者・負傷者及び多大の車両の損壊が発生する事故を防止するために、本件は発明されたものであり、図１のごとく車両の台車の車軸の左右両端近くにある各々２枚の主車輪の内側に約１５センチの間隔をあけて各々２枚安全車輪（主車輪と同様なもの）を取り付けレールを挟み込む間隔を設けて、また車軸の左右両端の車軸受けボックス及び排障器と各々２枚の主車輪との間にも各々約１５センチの間隔を設けて、脱線時にはここにレールを挟み込み脱線しても車両が線路から大きくはみ出し、反対軌道を支障し対抗列車と衝突し大事故に至らないよう事故防止に寄与するためのものであり、鉄道運輸産業及び鉄道車両製造産業分野での利用である。
本件のアイデアは、平成１７年１月２４日の朝日新聞の朝刊にて国土交通省航空・鉄道事故調査委員会の中間報告の概要を読ませて頂き、上越新幹線の脱線防止用「安全レール」に替わるものとして、同新聞の同日付け夕刊の写真を見てアイデアが湧き、列車脱線・転覆防止用にと、又列車が脱線しても車両が線路のレールから大きく逸脱して反対線路を支障して対抗列車と衝突事故起こさないようにと図１３のごとき安全車両の採用で１軸４輪（又は１軸６輪でもよい）の車軸構成を発想した。この発明概念を図１３を図示しながら平成１７年１月２５日午前８時に脳波交信で世間に公表した。

鉄道列車の脱線防止用に開発され、従来使用されて来たものと言えば線路の曲線（カーブ）においてレールの内側にもう一本のレールを敷く護輪軌条方法であり、これで車輪のフランジを押さえて車輪がレールの内側に落下して脱線するか、又は車輪のフランジがレールの上に競り上がり踏査面を斜めに走りレールの外側に落下して脱線するかを防ぐのである。また最近では曲線区間はもとより直線区間でも線路の内側に２本のレールを敷き上記と同じ作用効果を図り車輪の脱線防止に努めており、この軌条を「安全レール」又は「保安レール」と呼んでいる。

発明が解決しようとする課題

鉄道運輸産業界において、列車の脱線事故の防止、また車両が脱線し線路のレールに沿って脱線したまま走行する時に車両が線路から大きくはみ出して反対線路を支障して対抗列車と衝突し大惨事を生むことを避けるために、従来から最近まで線路の内側に２本の「安全レール」の敷設方法が採用されて来た。これに替わって、本件発明は図１のごとく、車両の一本の車軸の左右両端近くにあるそれぞれ２箇所の主車輪の内側約１５センチメートルの間隔をあけた所の、それぞれの箇所に「安全車輪」（主車輪し同様なもの）を取り付け脱線した場合レールを挟み込む間隔を設け、また車軸の両端の車軸受けボックス及び排障器とそれぞれの主車輪との間にも約１５センチメートルの間隔を設けて脱線した場合ここにレールを挟み込み、車両がレールから大きくはみ出して反対軌道を支障して対抗列車と衝突することのないよう、また車両が高架橋の壁を突き破り下に落下などしないように１軸４輪の車軸構成にして上述の目的を果たしている。

課題を解決するための手段

上記の課題を解決するため図１に示すごとく、車両の台車の車軸（１５）の左右両端近くにあるそれぞれ２個の主車輪（３・４）の内側に約１５センチメートルの間隔（５・６）あけてそれぞれ二か所に２枚の安全車輪（１・２）〔主車輪と同様なもの、セフティーディスク〕を取り付け、レール（１３・１４）を挟み込む間隔（５・６）を設けて、また車軸（１５）の左右両端の車軸受けボックス（７・８）及び排障器（９・１０）とそれぞれの２個の主車輪（３・４）との間にもそれぞれ約１５センチメートルの間隔（１１・１２）を設けて脱線時にはここにレール（１３・１４）を挟み込み脱線しても車両が線路から大きく逸脱しないようにした。この発明構成により列車が線路の進行方向の左側に脱線しても、右側に脱線しても列車は線路から大きく逸脱するすることはない。またこの発明構成を更に一歩進めてこの構成に、図５に示すごとく車軸（１５）の主車輪（３・４）と安全車輪（１・２）とのあいだの間隔（５・６）に図７に図示するレール踏査用円形鉄輪（１９・２０）を取り付け、また車軸受けボックス（７・８）及び排障器（９・１０）と主車輪（３・４）とのあいだの間隔（２１・２２）にも同じレール踏査用円形鉄輪（１９・２０）を取り付け、もし車両が脱線してレールがここに挟まった時にはこれが補助車輪の役目を果たし、次の駅までの低速運転が可能であるので列車を次の駅の側線に収容できて、復旧作業をし、列車の車両の全ての主車輪（３・４）をレール（１３・１４）に戻したことを確認の上、列車を本線での正常運転に戻すことができる。図８は図７のレール踏査用円形鉄輪（１９・２０・２１・２２）と同じ役目を持ったものであり、レール踏査用円形鉄輪（２３・２４・２５・２６）は車軸（１５）から鉄製のスポーク（２７）で支持されているものである。また図９は強化改良した車軸受けボックス（７・８）及び排障器（９・１０）であり、図１０は排障器（９・１０）を補助するための台車（３０）に取り付けられた車両逸脱防止板（２８・２９）である。図１１はあまり強固とは言えない車軸受けボックス（７・８）及び排障器（９・１０）の役目を取り下げ、この替わりに当該箇所に逸脱防止用安全車輪（３１・３２）を置き換えこれと主車輪（３・４）との間に約１５センチメートルの間隔（１１・１２）を使用して脱線時にはここでレールを挟み込み脱線しても車両が線路から大きく逸脱走行することのないようにしたものである。この２枚の主車輪（３・４）と４枚の逸脱防止用安全車輪（１・２・３１・３２）とを用いて車両の逸脱走行を防ぐための一軸六輪構成の車両逸脱防止用車軸である。

作用

車両の車軸（１５）に取り付けられているこの脱線防止用安全車輪（１・２）の作用は、もし走行中の列車が進行方向左側に脱線した場合は左側の主車輪（３）のフランヂはレール（１３）を斜めに乗り越えて外側に落下する。この時レール（１３）は主車輪（３）と安全車輪（１）のあいだの間隔（５）に挟み込まれ、車両は線路のレールから大きく逸脱することなく、レールを挟んだままやや不安定ながらも逸走したうえ停止する。反対側の主車輪（４）はレール（１４）の内側に落下し、レール（１４）は主車輪（４）と車軸受けボックス（８）及び排障器（１０）のあいだの間隔（１２）に挟み込まれ、車両は線路のレールから大きく逸脱することなく、レールを挟んだままやはりやや不安定ながらも逸走したうえ停止する。この時更にこの間隔（５・１２）にレール踏査用円形鉄輪（１９・２２）取り付けてあればこれが補助車輪の役目を果たし、脱線しても次の駅まで列車はスムーズな運転走行が可能である。
反対にもし列車が進行方向右側に脱線した場合は、右側の主車輪（４）のフランヂはレール（１４）の上を斜めに乗り越えて外側に落下する。左側の主車輪（３）はレール（１３）の内側に落下する。この時レール（１４）は主車輪（４）と安全車輪（２）のあいだの間隔（６）に挟み込まれる。またレール（１３）は主車輪（３）と車軸受けボックス（７）及び排障器（９）のあいだの間隔（１１）に挟み込まれる。構成の効果は左側に脱線した場合と同様で上述の通りである。

本発明の構成が実際上具体化される場所として先ずはＪＲ上越新幹線の車両の車軸に利用されるであらう。そのほか東海道新幹線、東北新幹線、各地の整備新幹線、などや在来線の車両にも波及利用されるものと思われる。実際に実施される前に本構成を北海道のＪＲ狩勝峠車両脱線実験線で貨車トキ（３０トン積載車）の車軸に取り付けられ脱線実験をし、その効果を確かめてからになるだらう。

発明の効果

本発明の構成による効果は、列車脱線を防止し、たとえ列車が脱線した場合でも車両が線路に沿って走行し、車両がレールから大きく逸脱して走行して反対軌道を支障して対抗列車と衝突して多数の死傷者を発生させ、また多大の経済的損失を生じさせないように発明したものである。
また列車が脱線しても大事故になるケースは少なく、事故の復旧作業も楽で早い。これにより復旧の時間も短縮できダイヤの乱れも早く解消され、旅客への影響を少なくし、しかして旅客収入の減少を食い止める事ができる。そしてこの車両の台車に安全車輪を採用した一軸４輪（又は一軸６輪でもよい）の車軸構成を採用で保安レールを敷設するよりも多大な経費節減が期待できる。

断面図本願発明の全体構成を示す断面図である。車両の台車にある車軸の両端にある主車輪の内側約１５センチメートルの所に二枚の安全車輪を取り付けている図である。断面図平成１７年１月２６日午後３時１０分、国土交通省航空・鉄道事故調査委員会に文書と同時にファックスした図面である。そしてこれを更に平成１７年２月１日午後４時に同所に文書と同時に投函した図面でもある。断面図車両が進行方向左側に脱線した時のレールと車輪との動きの関連図で有る。断面図車両が進行方向右側に脱線した時のレールと車輪との動きの関連図てある。断面図列車が脱線しても次の駅までスムーズに低速走行できるように車軸にレール踏査用円形鉄輪（補助車輪）を取り付けた図である。断面図図５と同様なものの（スポーク式）を取り付けた図である。立面図車軸に補助車輪を主車輪や安全車輪に沿って取り付けた図である。立面図図７と同様なもので補助車輪はスポーク式で車軸に取り付けられた図である。立面図強化改良された車軸受けボックス及び排障器が台車のタンバネに取り付けられた図である。立面図車両の台車のタンバネ取り付け部分付近に車両脱線防止板を取り付けた図である。断面図一軸六輪構成で車軸に安全車両を４枚を取り付けたもので、車軸受けボックス及び排障器が弱いのでこれを安全車輪に替えた。断面図図１１の断面図に図５及び図６の補助車輪を取り付け列車が脱線しても次の駅までスムーズに低速走行できるように車軸にレール踏査用円形鉄輪（補助車輪）を取り付けた図である。断面図平成１７年１月２５日午前８時に、このアイディアを脳波交信で世間に公表した図である。

１・２脱線したときの列車逸脱防止用安全車輪、３・４主車輪、５・６主車輪と安全車輪とのあいだの約１５センチメートルの間隔、７・８車軸受けボックス、９・１０排障器、１１・１２主車輪と車軸受けボックス及び排障器とのあいだの約１５センチメートルの間隔、１３・１４レール、１５車軸、１６ＰＣ枕木、１９・２０・２１・２２脱線時のレール踏査用円形鉄輪（補助車輪）、２３・２４・２５・２６脱線時のレール踏査用円形鉄輪（補助車輪スポーク式）、２７スポーク式、２８・２９車両逸脱防止板、３０台車、３１安全車輪、３２安全車輪。

Claims

列車脱線時に、車両が線路から大きくはみ出し、レールから車輪が大きく逸脱して走行し反対線路を支障して対抗列車と衝突、多くの死傷者や車両損壊事故等大惨事の事故を引き起こさないよう、本願構成は図１のとおり、車両の台車の車軸（１５）の左右両端近くにあるそれぞれ２枚の主車輪（３・４）の内側約１５センチメートルの所に間隔（５・６）をあけて其のそれぞれ２箇所に２枚の逸脱防止用安全車輪（１・２）を取り付けて間隔（５・６）を設け、また車軸（１５）の左右両端の強固に改良された車軸受けボックス（７・８）及び排障器（９・１０）とそれぞれの２枚の主車輪（３・４）との間にもそれぞれ約１５センチメートルの間隔（５・６）を設けて、脱線時にはこの間隔（５・６）にレール（１３・１４）を挟み込み脱線しても車両が線路から大きく逸脱走行する事のないようにしたものであり、
この主車輪（３・４）と逸脱防止用安全車輪（１・２）とで構成する約１５センチメートルの間隔（５・６）と、主車輪（３・４）と車軸受けボックス（７・８）及び排障器（９・１０）とで構成する約１５センチメートルの間隔（５・６）とを使用してレールを挟み込んで脱線しても車両が線路から大きくはみ出して逸脱走行するのを防ぐための一軸四輪構成の車両逸脱防止用車軸機構。
請求項１を引用して、図１１に示すごとく、まったく強固とは言えない車軸受けボックス（７・８）及び排障器（９・１０）の役目を取り下げ、この替わりに当該箇所に逸脱防止用安全車輪（３１・３２）を置き換えこれと主車輪（３・４）との間に約１５センチメートルの間隔（１１・１２）を使用して脱線時にはここでレールを挟み込み脱線しても車両が線路から大きく逸脱走行する事のないようにしたものであり、
この２枚の主車輪（３・４）と４枚の逸脱防止用安全車輪（１・２・３１・３２）とを用いて車両の逸脱走行を防ぐための一軸六輪構成の車両逸脱防止用車軸機構。
請求項１を引用して、図５と図６に示すごとく、２枚の主車輪（３・４）と２枚の逸脱防止用安全車輪（１・２）との間の４箇所の間隔（５・６・１１・１２）で車両が脱線したとき線路のレールを挟み込むのであるが、この場合この各各の間隔の所に主車輪（３・４）より半径が約１０〜１５センチメートル位小さい円形の脱線時レール踏査用円形鉄輪〔又は図７補助車輪・車軸密着式〕（１９・２０・２１・２２）及び脱線時レール踏査用鉄輪〔又は図８補助車輪・車軸にスポーク式〕（２３・２４・２５・２６）を溶接着し脱線時この鉄輪でレール上を低速走行して次の駅までたどり着くことが出来る。
このそれぞれの間隔（５・６・１１・１２）に装着する脱線時レール踏査用鉄輪〔補助車輪〕（１９・２０・２１・２２）及び（２３・２４・２５・２６）で脱線時はもとより、脱線後もこの補助車輪で低速走行の運転が継続できる補助車輪走行装置。