JP2014177263A

JP2014177263A - ドラッグシュート付き輸送手段

Info

Publication number: JP2014177263A
Application number: JP2013132079A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ito; 貴之伊東
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-06-05
Publication date: 2014-09-25

Abstract

【課題】地震発生時に従来の鉄道車両では、ユレダスで地震を感知し、鉄道架線への送電を停止し緊急停止していたが、高速で走行する鉄道では、それだけではまだ制動距離が長くなっていた。
また、ブレーキ板や風車などで空気抵抗を増大させる案もあったが、制動距離を大幅に短縮するのには限界があった。
【解決手段】輸送手段である鉄道車両の両先端の車両の端部分にドラッグシュートを格納する空間（１）を設け、ドラッグシュートの紐状体（３）を鉄道車両に結合させてドラッグシュート（２）を格納しておき、ユレダスが地震を感知した場合、ドラッグシュートを格納する空間の奥に設置したインフレーター（４）により大量のガスを発生させ、ガスの圧力でドラッグシュート（２）を放出し、ドラッグシュート（２）が展開することにより得られた大きな空気抵抗で鉄道車両を減速・停止させるドラッグシュート付き輸送手段を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、輸送手段である鉄道車両の前後両先端の車両にドラッグシュート（２）を搭載させて、地震発生時に前記輸送手段である鉄道車両を緊急停止させる場合に前記ドラッグシュート（２）を放出し展開させて、得られた空気抵抗により前記輸送手段である鉄道車両を減速・停止させるドラッグシュート付きの輸送手段である鉄道車両に関するものである。

従来の空力ブレーキでは、輸送手段である鉄道車両の凹部に空力ブレーキ板を格納し、プレーキ使用時に凹部に格納された前記空力ブレーキ板を起立位置まで回動させ展開し、前記空力ブレーキ板が受ける空気抵抗で輸送手段である鉄道車両を減速させる空力ブレーキがあった。

また、従来の空力ブレーキでは、輸送手段である鉄道車両に取り付けられた風車の回転によって発生する空気抵抗を制動力として利用すると共に、前記風車の回転により発電機を駆動させることにより発電させる空力ブレーキであった。

ドラッグシュートを放出させる手段には、自動車で使用されているエアバッグを膨張させるインフレーターがあった。

特開平６−２１９２６９号公報特開平７−２２８２２４号公報

古川修監修「図解雑学自動車のメカニズム」株式会社ナツメ社２００９年１０月２０日発行Ｐ２１０〜２１１

以上に述べた従来の技術では、特許文献１にある輸送手段である鉄道車両に格納された空力ブレーキ板を回動させ展開させて受ける空気抵抗で輸送手段である鉄道車両を減速させるものや、特許文献２にある輸送手段である鉄道車両に取り付けられた風車の回転によって発生する空気抵抗及び前記風車の回転で発電機を駆動させることで減速させる空力ブレーキがあった。

以上に述べた特許文献１や特許文献２では、空気抵抗を増加させて前記輸送手段である鉄道車両を減速させる一定の効果はあるが、車両限界の関係から空力ブレーキ板の大きさが制限されて小さく、また風車の大きさも制限されて小さくなり、地震発生時の緊急時に前記輸送手段である鉄道車両が停止するまでの制動距離が長くなる課題があった。

本発明は、これらの従来の技術が有していた課題を解決しようとするものであり、前記輸送手段である鉄道車両の前後両先端の車両の端部分にドラッグシュートを格納する空間（１）を設け、前記ドラッグシュート（２）を前記輸送手段である鉄道車両と結合させ前記ドラッグシュートを格納する空間（１）に格納し、地震の予兆の初期微動及び地震発生時主要動を感知した緊急時に前記ドラッグシュート（２）を前記輸送手段である鉄道車両外に放出、展開させて空気抵抗を大幅に増大させ、前記輸送手段である鉄道車両が停止するまでの制動距離を大幅に短縮させることを目的とするものである。

輸送手段において、前記輸送手段の両先端の車両の端部分にドラッグシュートを格納する空間（１）を設けて、ドラッグシュート（２）に付属しているドラッグシュートの紐状体（３）を前記輸送手段に結合させて前記ドラッグシュートを格納する空間（１）に前記ドラッグシュート（２）格納し、前記ドラッグシュートを格納する空間の開口部（６）をカバー（５）で覆い、前記輸送手段を減速・停止させる場合、前記輸送手段に搭載されたインフレーター（４）を作動させて発生させたガスの圧力で前記ドラッグシュート（２）を前記輸送手段外に放出し、展開させて前記ドラッグシュート（２）が受ける空気抵抗によって前記輸送手段を減速・停止させることを特徴としたドラッグシュート付き輸送手段によって課題を解決させるものである。

輸送手段において、前記輸送手段の両先端の車両の端部分にドラッグシュートを格納する空間（１）を設けて、ドラッグシュート（２）に付属しているドラッグシュートの紐状体（３）を前記輸送手段に結合させて前記ドラッグシュートを格納する空間（１）に前記ドラッグシュート（２）格納し、前記ドラッグシュートを格納する空間の開口部（６）をカバー（５）で覆い、前記輸送手段を減速・停止させる場合、前記輸送手段に搭載された縮めた状態で固定している弾性体（７）の固定を解除して、縮められた弾性体（７）の反発力で前記ドラッグシュート（２）を前記輸送手段外に放出し、展開させて前記ドラッグシュート（２）が受ける空気抵抗によって前記輸送手段を減速・停止させることを特徴とした請求項１のドラッグシュート付き輸送手段によって課題を解決させるものである。

輸送手段において、前記輸送手段の両先端の車両の端部分にドラッグシュートを格納する空間（１）を設けて、ドラッグシュート（２）に付属しているドラッグシュートの紐状体（３）を前記輸送手段に結合させて前記ドラッグシュートを格納する空間（１）に前記ドラッグシュート（２）格納し、前記ドラッグシュートを格納する空間の開口部（６）をカバー（５）で覆い、前記輸送手段を減速・停止させる場合、前記輸送手段に搭載された油圧装置（８）を作動させて前記ドラッグシュート（２）を押し出して、前記ドラッグシュート（２）を前記輸送手段外に放出し、展開させて前記ドラッグシュート（２）が受ける空気抵抗によって前記輸送手段を減速・停止させることを特徴とした請求項１のドラッグシュート付き輸送手段によって課題を解決させるものである。

上述したように、本発明のドラッグシュート付き輸送手段は、地震の発生の予兆である初期微動及び地震発生時の主要動を感知し緊急停止を要する場合に、前記ドラッグシュート（２）を放出し、展開させて前記ドラッグシュート（２）が受ける空気抵抗によって前記輸送手段である鉄道車両を短い制動距離で減速・停止させることができる効果を有する。

短い制動距離で減速・停止させることができるということは、地震発生時の場合、地震の主要動が到達する前に前記輸送手段である鉄道車両を停止、又は安全な速度に減速ができ、前記輸送手段である鉄道車両の脱線・転覆等の被害を防ぐ、もしくは低減することができ、乗員及び多数の乗客の生命を事故による危険から除去できる極めて優れた効果をもたらすことができる。

また、前記ドラッグシュート（２）は、現在は退役したスペースシャトルの他、現役の航空戦闘機の着陸後にも使用されていることからも知られている通り、前記ドラッグシュート（２）を大きく展開して受ける空気抵抗は極めて大きく、よって短距離で非常に効率よく前記輸送手段である鉄道車両を減速・停止させることが可能で、特許文献１及び特許文献２の各装置とは比較にならないほど、地震の予兆及び地震発生時の前記輸送手段である鉄道車両の減速・停止に絶大な効果を発揮できるものである。

以下、本発明の実施形態を図１から図４に基づいて説明する。

ここで述べている輸送手段とは、鉄道車両のことである。具体的には磁気浮上式鉄道、つまり磁気浮上式リニアーモーターカーの鉄道車両及び軌道線路上を走行する鉄道車両を指すものである。

磁気浮上式鉄道とは、磁力による反発力または吸引力を利用して車体を軌道から浮上させ推進するリニアモーターカー鉄道車両を使用した鉄道のことである。英語で磁気浮上を表す“Ｍａｇｎｅｔｉｃｌｅｖｉｔａｔｉｏｎ”を短縮しマグレブ（Ｍａｇｌｅｖ）ともいう。磁気浮上式鉄道はその近未来性からリニアモーターカーの代表格でもある。

世界で開発されている主な磁気浮上式鉄道にはトランスラピッド、ＨＳＳＴ、試験走行段階の超電導リニアなどがあり、有人試験走行での世界最高速度は２００３年に日本の超電導リニアが記録した時速５８１ｋｍである。
現在、上海トランスラピッドとＨＳＳＴの愛知高速交通１００Ｌ形（リニモ）が実用路線の営業運転を行っている。なお、超電導リニアによる中央リニア新幹線にあっては、東京−名古屋間で２０２７年の先行開業、さらに東京−大阪間で２０４５年の全線開業を目指して計画が進められている。

軌道線路上を走行する鉄道車両とは、日本のＪＲ（旅客鉄道株式会社）線における代表的な高速鉄道である新幹線電車鉄道車両のことである。つまり、東海道新幹線、山陽新幹線、九州新幹線、東北新幹線、上越新幹線、長野新幹線の各線を走行する新幹線電車鉄道車両を指すものである。

前記輸送手段である鉄道車両の前後両先端の車両の端部分の中心に前記ドラッグシュートを格納する空間（１）を設けて、前記ドラッグシュートを格納する空間の開口部（６）から見て最奥部にインフレーター（４）を装着させる。

通常時は、前記ドラッグシュートを格納する空間（１）に前記輸送手段である鉄道車両に結合させた前記ドラッグシュートの紐状体（３）及び前記ドラッグシュートの紐状体（３）と結合している前記ドラッグシュート（２）を格納しておき、前記ドラッグシュートを格納する空間の開口部（６）をカバー（５）で覆っておく。

異常時、すなわち前記輸送手段である鉄道車両が走行中にユレダスが感知した地震の予兆の初期微動及び主要動によって鉄道架線への送電を停止したことを感知するのに連動して、コンピューターが前記輸送手段である鉄道車両の進行方向に対して最後尾の車両に装着されている前記インフレーター（４）の点火剤に点火の指示を出して点火し、点火された点火剤が発する高熱によってガス発生剤が燃焼して大量の窒素ガスを発生させ、発生させた窒素ガスの圧力で前記ドラッグシュート（２）を放出させ、その際に前記ドラッグシュートを格納する空間（１）を覆っている前記カバー（５）を押し開けられるように設計すればよい。

前記インフレーター（４）によって発生させた大量の窒素ガスの圧力で前記輸送手段である鉄道車両外に放出された前記ドラッグシュート（２）は、前記輸送手段である鉄道車両の走行時の風圧で進行方向とは逆の後方に引かれながら展開して、展開した前記ドラッグシュート（２）が受ける大きな空気抵抗を得て、速やかに前記輸送手段である鉄道車両を減速・停止できるようにすればよい。

異常時、すなわち前記輸送手段である鉄道車両が走行中にユレダスが感知した地震の予兆の初期微動及び主要動によって鉄道架線への送電を停止したことを感知するのに連動して、コンピューターが前記輸送手段である鉄道車両の進行方向に対して最後尾の車両に装着されている縮めた状態で固定された前記弾性体（７）の固定を解除して、固定された前記弾性体（７）が伸びようとする反発力で、前記ドラッグシュート（２）を放出させ、その際に前記ドラッグシュートを格納する空間（１）を覆っている前記カバー（５）を押し開けられるように設計すればよい。

異常時、すなわち前記輸送手段である鉄道車両が走行中にユレダスが感知した地震の予兆の初期微動及び主要動によって鉄道架線への送電を停止したことを感知するのに連動して、コンピューターが前記輸送手段である鉄道車両の進行方向に対して最後尾の車両に装着されている油圧装置（８）に押し出す力を発生させ前記ドラッグシュート（２）を押し出し、押し出した圧力で前記ドラッグシュート（２）を放出させ、その際に前記ドラッグシュートを格納する空間（１）を覆っている前記カバー（５）を押し開けられるように設計すればよい。

以上のように、本形態によれば非常に短い制動距離で前記輸送手段である鉄道車両を減速・停止させることができる効果が得られ、よって被害を無しに、もしくは低減させる効果が得られる。

ユレダスとは、国鉄鉄道技術研究所（後の財団法人鉄道総合技術研究所）が開発した地震警報システムである。名称は、早期地震検知警報システム（地震動早期検知警報システム、ＵｒｇｅｎｔＥａｒｔｈｑｕａｋｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＡｌａｒｍＳｙｓｔｅｍ）の頭文字をとったものである。地震の際に即座に警報を発して被害を最小限に抑えるための安全管理システムである。運用対象には東海道新幹線を初めとする日本の新幹線があった。

また、ユレダスは、運行中の輸送手段である鉄道車両を止める、減速させることで、被害を最小限に抑えることを目的としている装置である。
ユレダスは一つの地点にて観測された地震波の予兆の初期微動（Ｐ波）の振動波形だけで、地震の震央位置（震源距離、深さと震央方位から推定する）・マグニチュードを、瞬時（ほぼリアルタイム）で推定し、必要と判断される地域に主要動（Ｓ波）が来る前に警報を発信するシステムである。なお初動を感知できなくとも、地震動があらかじめ定めた規準値を超過した場合には、瞬時に警報を発信し送電を停止する装置である。
輸送手段である鉄道車両が停止するのは送電が停止し停電する為に非常ブレーキが作動し、輸送手段である鉄道車両は停止するためである。

前記インフレーター（４）とは、自動車のエアバッグを作動させるための装置である。
自動車のエアバッグを作動させる原理とは、点火剤とガス発生剤の２種類の薬剤が入れられているインフレーターにおいて、自動車の衝突時にコンピューターの指示でインフレーターの点火剤に点火の指示を出して点火し、点火された点火剤が発する高熱によってガス発生剤が一気に燃焼して大量の窒素ガスを発生させ、窒素ガスの圧力でエアバッグを膨張させる原理である。

本発明は、前記自動車のエアバッグを作動させる原理を利用して前記ドラッグシュート（２）を放出させるものである。

すなわち、点火剤とガス発生剤の２種類の薬剤が入れられた前記インフレーター（４）において、地震の予兆の初期微動及び主要動を感知したユレダスの作動によって鉄道架線への送電が停止されるのに連動してコンピューターが、前記輸送手段である鉄道車両の進行方向に対して最後尾の車両に装着されている前記インフレーター（４）の点火剤に点火の指示を出して点火し、点火された点火剤が発する高熱によってガス発生剤が一気に燃焼して大量の窒素ガスを発生させて、前記窒素ガスの圧力を利用して前記ドラッグシュート（２）を放出させ、その際に前記ドラッグシュートを格納する空間（１）を覆っている前記カバー（５）を押し開けられるように設計すればよい。

送電停止後のコンピューターの作動には、前記輸送手段である鉄道車両に装備されているバッテリーから電力を供給して作動させればよい。

また、コンピューターがインフレーター（４）の点火剤に点火の指示を出す代わりに、必要に応じて人が手動による操作で前記輸送手段である鉄道車両の進行方向に対して最後尾の車両に装着されている前記インフレーター（４）の点火剤に点火する指示を出してもよい。

前記インフレーター（４）の作動時の窒素ガスの圧力で前記ドラッグシュート（２）を放出するかわりに、前記ドラッグシュートを格納する空間の開口部（６）から見て最奥部に前記弾性体（７）を縮めた状態で固定して格納しておき、ユレダスが地震の予兆の初期微動及び主要動を感知し鉄道架線に送電を停止されたのを感知し、コンピューターの指示で前記弾性体（７）の固定を解除して縮められていた前記弾性体（７）が伸びる反発力で前記ドラッグシュート（２）を前記輸送手段である鉄道車両外へ放出させるようにしてもよい。

また、コンピューターが前記弾性体（７）の固定を解除する指示を出す代わりに、必要に応じて人が手動による操作で前記輸送手段である鉄道車両の進行方向に対して最後尾の車両に装着されている前記弾性体（７）の固定を解除する指示を出してもよい。

また、前記インフレーター（４）の作動時の窒素ガスの圧力で前記ドラッグシュート（２）を放出するかわりに、前記ドラッグシュートを格納する空間の開口部（６）から見て最奥部に前記油圧装置（８）を縮めた状態で格納しておき、ユレダスが地震の予兆の初期微動及び主要動を感知し鉄道架線に送電を停止されたのを感知し、コンピューターの指示で縮めた状態の前記油圧装置（８）を押し出すことで前記ドラッグシュート（２）を前記輸送手段である鉄道車両外へ放出させるようにしてもよい。

また、コンピューターが縮めた状態の前記油圧装置（８）に前記ドラッグシュート（２）を押し出す指示を出す代わりに必要に応じて人が手動による操作で前記輸送手段である鉄道車両の進行方向に対して最後尾の車両に装着されている縮めた状態の前記油圧装置（８）に前記ドラッグシュート（２）を押し出す指示を出してもよい。

ドラッグシュート（２）とは、抵抗傘、制動傘とも呼ばれ、いずれも空力ブレーキの一種であり、パラシュート状の傘のことである。

前記ドラッグシュート（２）及び前記ドラッグシュート（２）に付属している前記ドラッグシュートの紐状体（３）は、かつての宇宙往還機であったスペースシャトルの着陸後や現在の航空戦闘機の着陸後に使用されているドラッグシュート及びドラッグシュートの紐状体をそのまま使用すればよい。

前記弾性体（７）は、一般に製造・使用されている、つるまきバネ製の弾性体を使用すればよい。
つまり、弾性体であるつるまきバネを縮めた状態で固定しておき、コンピューターの指示、又は人が手動による指示で縮めた状態のつるまきバネの固定を解除して、つるまきバネが伸びようとする反発力でドラッグシュートを押し出して輸送手段である鉄道車両後方に前記ドラッグシュート（２）を放出し、展開させて減速させればよい。

前記油圧装置（８）も現在油圧ショベルに使用されている一般的な油圧装置を使用すればよい。
つまり、油圧装置である油圧シリンダー内の油をコンピューター、又は人の指示で片方のピストンを押すよう指示を出し、押されたもう一方のピストンが押し出され、押し出された力で前記ドラッグシュート（２）を輸送手段である鉄道車両後方に前記ドラッグシュート（２）を放出し、展開させて減速させればよい。

本発明のドラッグシュート放出・展開後の概念図面本発明のドラッグシュート放出・展開前の概念図面本発明のドラッグシュート放出・展開前の概念図面本発明のドラッグシュート放出・展開前の概念図面

１ドラッグシュートを格納する空間
２ドラッグシュート
３ドラッグシュートの紐状体
４インフレーター
５カバー
６ドラッグシュートを格納する空間の開口部
７弾性体
８油圧装置

Claims

輸送手段において、前記輸送手段の両先端の車両の端部分にドラッグシュートを格納する空間（１）を設けて、ドラッグシュート（２）に付属しているドラッグシュートの紐状体（３）を前記輸送手段に結合させて前記ドラッグシュートを格納する空間（１）に前記ドラッグシュート（２）格納し、前記ドラッグシュートを格納する空間の開口部（６）をカバー（５）で覆い、前記輸送手段を減速・停止させる場合、前記輸送手段に搭載されたインフレーター（４）を作動させて発生させたガスの圧力で前記ドラッグシュート（２）を前記輸送手段外に放出し、展開させて前記ドラッグシュート（２）が受ける空気抵抗によって前記輸送手段を減速・停止させることを特徴としたドラッグシュート付き輸送手段。
輸送手段において、前記輸送手段の両先端の車両の端部分にドラッグシュートを格納する空間（１）を設けて、ドラッグシュート（２）に付属しているドラッグシュートの紐状体（３）を前記輸送手段に結合させて前記ドラッグシュートを格納する空間（１）に前記ドラッグシュート（２）格納し、前記ドラッグシュートを格納する空間の開口部（６）をカバー（５）で覆い、前記輸送手段を減速・停止させる場合、前記輸送手段に搭載された縮めた状態で固定している弾性体（７）の固定を解除して、縮められた弾性体（７）の反発力で前記ドラッグシュート（２）を前記輸送手段外に放出し、展開させて前記ドラッグシュート（２）が受ける空気抵抗によって前記輸送手段を減速・停止させることを特徴とした請求項１のドラッグシュート付き輸送手段。
輸送手段において、前記輸送手段の両先端の車両の端部分にドラッグシュートを格納する空間（１）を設けて、ドラッグシュート（２）に付属しているドラッグシュートの紐状体（３）を前記輸送手段に結合させて前記ドラッグシュートを格納する空間（１）に前記ドラッグシュート（２）格納し、前記ドラッグシュートを格納する空間の開口部（６）をカバー（５）で覆い、前記輸送手段を減速・停止させる場合、前記輸送手段に搭載された油圧装置（８）を作動させて前記ドラッグシュート（２）を押し出して、前記ドラッグシュート（２）を前記輸送手段外に放出し、展開させて前記ドラッグシュート（２）が受ける空気抵抗によって前記輸送手段を減速・停止させることを特徴とした請求項１のドラッグシュート付き輸送手段。