JP2011168078A

JP2011168078A - 鉄道車両の制動装置

Info

Publication number: JP2011168078A
Application number: JP2010031109A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Onishi; 紀之大西
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2011-09-01

Abstract

【課題】制動時に脱線を引き起こすことがないと共に、地震や強い横風に対する脱線防止対策となる鉄道車両の制動装置を提供する。
【解決手段】台車４にレール２の頭頂面２ａと対向するブレーキシュー７を、この台車４に設けた押付け機構６を介して、下降時にレール２の頭頂面２ａに対して摺接するように上下動可能に取り付け、前記台車４に、下部先端の係合腕８ｂが台車４の浮き上がり時にレール２の頭部下２ｂに係合可能となる台車浮き上がり防止部材８を設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は、走行する鉄道車両を短い制動距離で安全確実に停止させることができる制動性能の優れた鉄道車両の制動装置に関する。

鉄道車両における制動装置は、走行時の安全確保の点から極めて重要なものであるが、特に緊急停止時に制動距離が短く安全に停止させることができる性能が要求される。
従来の鉄道車両における制動装置は、車輪のタイヤ面にブレーキシューを圧接させる方式と、車軸に固定したブレーキドラムにブレーキシューを圧接させる方式が一般的であるが、台車に設けたブレーキシューを緊急停止時にレールの頭頂面に圧接させ、ブレーキシューとレールの摩擦で制動力を得るようにした制動装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実開平５−５４１４２号公報

ところで、上記した車輪のタイヤ面にブレーキシューを圧接させる方式や車軸に固定したブレーキドラムにブレーキシューを圧接させる方式の制動装置は、制動性能に限界があり、緊急停止時の制動距離が長いという問題がある。

また、ブレーキシューとレールの摩擦で制動力を得る制動装置は、一般的な車輪のタイヤ面にブレーキシューを圧接させる方式や車軸に固定したブレーキドラムにブレーキシューを圧接させる方式と併用することで、制動性能を格段に向上させることができるが、ブレーキシューをレールの頭頂面に圧接させると台車が持ち上がり、車輪にかかる荷重が減少することで脱線を引き起こす危険性がある。

更に、何れの制動装置においても、車両の走行中に地震が発生したり、強い横風を受けた場合、車体の揺れや浮き上がりによって脱線し、人命にかかわる事故が発生する危惧がある。

そこで、この発明の課題は、レールの頭頂面にブレーキシューを押付けても台車の持ち上がり発生がなく、制動時に脱線を引き起こすことがないと共に、地震や強い横風に対する脱線防止対策となる鉄道車両の制動装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、台車にレールの頭頂面と対向するブレーキシューを、この台車に設けた押付け機構を介して、下降時にレールの頭頂面に対して摺接するように上下動可能に取り付け、前記台車に、下部先端が上昇動時にレールの頭部下に係合可能となるよう臨む台車浮き上がり防止部材を設けたものである。

上記台車浮き上がり防止部材は、レールに対して並行する両側レールの内側に位置するよう台車に取付けられているようにすることができる。

ここで、ブレーキシューは前後車輪間に位置し、このブレーキシューを台車に取付ける押付け機構は、台車に固定したシリンダで直接ブレーキシューを上下動させる構造や、台車に固定したシリンダと倍力機構を用いてブレーキシューを上下動させる構造を採用することができ、この発明の制動装置は、単独のブレーキとして使用できるが、車輪のタイヤ面にブレーキシューを圧接させる方式や、車軸に固定したブレーキドラムにブレーキシューを圧接させる方式の制動装置と併用し、緊急停止用として用いることができる。

また、台車浮き上がり防止部材は、レールの内側に位置するよう台車に固定した上下に長い腕板と、この腕板の下端からレールの頭部下に向けて屈曲する係合腕とで形成され、台車が浮き上がろうとすると係合腕がレールの頭部下に係合し、台車の浮き上がり発生を防ぐことになる。

鉄道の軌道においては、両側レールの対向する内面側を車輪のフランジが移動するため、レールの内面側と両レール間に設ける設備類との間には、フランジが通過するための間隔が確保されており、上記台車浮き上がり防止部材の腕板をレールの内面側に位置させ、前記フランジが通過するための間隔を通過するように配置すれば、車両の走行時にこの台車浮き上がり防止部材がレールに沿って支障なく移動可能となる。

この発明によると、台車にレールの頭頂面と対向するブレーキシューを上下動可能に取り付け、前記台車に、下部先端が上昇動時にレールの頭部下に係合可能となるよう臨む台車浮き上がり防止部材を設けたので、レールの頭頂面に対してブレーキシューを圧接させることにより、大きな制動力を生じさせることができ、鉄道車両の制動性能を向上させ、緊急停止時の制動距離を短くすることで、事故の発生を現象させることができる。

また、レールの頭頂面に対してブレーキシューを圧接させた時、台車浮き上がり防止部材がレールの頭部下に係合して台車の浮き上がり発生を防ぐので、制動を原因とする脱線の発生を確実に防止することができる。

更に、台車浮き上がり防止部材を設けることにより、地震の発生や横風を受けて車体が揺れたり車輪への荷重が低下した場合でも、台車浮き上がり防止部材が台車の浮き上がり発生を防ぐので、地震や横風を原因とする脱線の発生を防ぎ、鉄道車両の安全性を向上させることができる。

また、台車浮き上がり防止部材を、レールに対して並行する両側レールの内側に位置するよう台車に取付けることにより、軌道のフランジ通過部分を利用して障害物との干渉を避けることができる。

（ａ）はこの発明に係る鉄道車両の制動装置を設けた台車の車両走行時の状態を示す正面図、（ｂ）は同じく制動装置の部分を示す台車の縦断側面図（ａ）はこの発明に係る鉄道車両の制動装置を設けた台車の車両走行時の状態を示す図１（ａ）の矢印ａ−ａでの拡大した縦断側面図、（ｂ）は同じく制動状態を示す図１（ａ）の矢印ａ−ａでの拡大した縦断側面図

以下、この発明の実施の形態を図示例に基づいて説明する。

図示のように、鉄道車両の制動装置１は、レール２上に車体３を支持する台車４の前後車輪５間で、両側レール２の頭頂面２ａと対向する両側の位置に、押付け機構６を介してブレーキシュー７を上下動可能に取り付け、前記台車４の前後車輪５間の位置に、下部先端が上昇動時にレール２の頭部下２ｂに係合可能となるよう臨む台車浮き上がり防止部材８を設けた構造になっている。

上記ブレーキシュー７は、レール２の長さ方向に沿って長い板状で両端が下部円弧状やソリの先端のように上方へ弧状に湾曲させることで、レール２の頭頂面２ａに対する摺接時に、レール２の長さ方向へ円滑に移動することができる形状になっている。

上記ブレーキシュー７を台車４に取付ける押付け機構６は、図示の場合、ピストン杆６ａを下向きにして台車４に固定したシリンダ６ｂを用い、このシリンダ６ｂのピストン杆６ａにブレーキシュー７を取付け、シリンダ６ｂの伸縮で直接上下動させるようにしている。なお、シリンダ６ｂの伸縮制御は、空気圧、油圧の何れを用いてもよい。

上記押付け機構６としては、図示省略したが、リンクやレバーを組合わせた倍力機構を用い、倍力機構の一端側にシリンダを結合し、他端側にブレーキシュー７を取付けた構造を採用し、シリンダで倍力機構を伸縮させることでブレーキシュー７を上下動させ、レールの頭頂面に対するブレーキシュー７の圧接力を倍力機構で拡大し、レールの頭頂面に対するブレーキシュー７の摩擦力を大きくすることで、制動性能を向上させるようにしてもよい。

上記台車浮き上がり防止部材８は、レール２に対して両側レール２の対向面である内側に位置するよう台車４に固定した上下に長い腕板８ａと、この腕板８ａの下端からレール２の頭部下２ｂに向けて屈曲する係合腕８ｂとでＬ字形に形成され、台車４が浮き上がろうとすると係合腕８ｂがレール２の頭部下２ｂに係合し、台車４の浮き上がり発生を防ぐようになっている。

なお、台車浮き上がり防止部材８の腕板８ａをレール２の内側に配置する理由は、鉄道の軌道において、両側レール２の対向する内面側を車輪５のフランジ５ａが移動するため、レール２の内面側と両レール２間に設ける軌道設備類との間には、フランジ５ａが通過するための間隔が確保されており、上記台車浮き上がり防止部材８の腕板８ａをレール２の内面側に位置させ、車両走行時に、前記フランジ５ａが通過するための間隔を通過するように配置すれば、この台車浮き上がり防止部材８がレール２に沿って支障なく移動可能となる。

また、台車浮き上がり防止部材８の係合腕８ｂは、レール２の頭部下２ｂとの接触時に、レール２の長さ方向への移動が円滑となり、係合腕８ｂの破損発生を防ぐ目的で、図２のように、係合腕８ｂの上面に転動体８ｃを設けたり、係合腕８ｂに外筒を回転可能に被せた構造を採用することができる。

また、この発明の鉄道車両の制動装置１は、単独使用により通常の制動装置として使用することができるが、台車４に車輪５のタイヤ面にブレーキシュー７を圧接させる方式や車軸に固定したブレーキドラムにブレーキシュー７を圧接させる方式の制動装置を設け、この発明の制動装置１を併用することにより、非常ブレーキとして使用するようにしてもよい。

この発明の鉄道車両の制動装置１は、上記のような構成であり、鉄道車両の通常走行時は、図１と図２（ａ）のように、シリンダ６ｂの収縮によりブレーキシュー７は上昇位置にあり、レール２の頭頂面２ａとの間に間隔を保っていると共に、台車浮き上がり防止部材８は係合腕８ｂがレール２の頭部下２ｂに臨み、鉄道車両の走行に支障を与えることがないようになっている。

鉄道車両の走行時に運転席でブレーキを作動させると、シリンダ６ｂが伸長作動してブレーキシュー７が下降し、図２（ｂ）のように、ブレーキシュー７はレール２の頭頂面２ａに押付けられ、ブレーキシュー７とレール２の頭頂面２ａに生じる摩擦力によって台車４に対する制動力が発生し、ブレーキシュー７を十分な長さに設定して摺動面積を確保することにより、鉄道車両を短い制動距離で速やかに停止させることになる。

ブレーキシュー７をレール２の頭頂面２ａに押付けた制動時に、その反力として台車４を持ち上げる力が発生し、台車４が持ち上がると前後の車輪５にかかる荷重が減少し、脱線の危険が生じるが、この発明の鉄道車両の制動装置１は、台車４に設けた台車浮き上がり防止部材８の係合腕８ｂがレール２の頭部下２ｂに臨んでいるので、図２（ｂ）のように、台車４が浮き上がろうとすると係合腕８ｂがレール２の頭部下２ｂに係合し、ブレーキシュー７と係合腕８ｂでレール２の頭部を上下から挟むことになり、台車４の浮き上がりを防いで脱線の発生を防止することになる。

また、鉄道車両は、上記台車浮き上がり防止部材８の係合腕８ｂがレール２の頭部下２ｂに臨んだ状態で走行するので、走行中や停車中において、地震が発生したり強力な横風が車体３に作用することで揺れたり浮き上がろうとしても、台車４の係合腕８ｂがレール２の頭部下２ｂに係合することで車輪５がレール２から離れるのを防ぎ、レール２に車体３を結合することで、横への倒れや脱線の発生を防止することができる。

１制動装置
２レール
３車体
４台車
５車輪
５ａフランジ
６押付け機構
７ブレーキシュー
８台車浮き上がり防止部材
８ａ腕板
８ｂ係合腕

Claims

台車にレールの頭頂面と対向するブレーキシューを、この台車に設けた押付け機構を介して、下降時にレールの頭頂面に対して摺接するように上下動可能に取り付け、前記台車に、下部先端が上昇動時にレールの頭部下に係合可能となるよう臨む台車浮き上がり防止部材を設けた鉄道車両の制動装置。
上記台車浮き上がり防止部材は、レールに対して並行する両側レールの内側に位置するよう台車に取付けられている請求項１に記載の鉄道車両の制動装置。