JP2018184076A - 付着物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄道車両の付着物を十分に除去可能な付着物除去装置を提供する。【解決手段】除雪装置１０は、鉄道車両１００の下部に付着した付着物（着雪）を除去するためのものであり、高圧ポンプと、噴射ノズル１３と、駆動部１４と、制御装置と、を備える。噴射ノズル１３は、停車中の鉄道車両１００の車両本体下部の付着物の付着している部分に向けて、高圧ポンプが送出した水を噴射する。駆動部１４は、噴射ノズル１３を鉄道車両１００の前後方向に沿って移動させるとともに、噴射ノズル１３の軸方向と異なる２つの軸線である第１回転軸線Ｌ１及び第２回転軸線Ｌ２を回転中心として噴射ノズル１３を独立して回転させる。制御装置は、駆動部１４を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、主として、鉄道車両の付着物を除去する付着物除去装置に関する。

従来から、作業者が工具又は装置等を用いて手作業で鉄道車両の付着物（泥及び雪等）を除去することがある。また、車両の付着物を自動的に除去する装置も知られている。

特許文献１は、鉄道車両に付着した着雪を自動的に除去する装置を開示する。この装置は、鉄道車両のレールの外側に配置されており、スプレーユニットを備えている。スプレーユニットは、走行中の鉄道車両に圧縮空気を噴射することで着雪を除去する。また、スプレーユニットは、水平軸を回転中心として回転することで、噴射方向を変更可能に構成されている。

特開２００４−５１０２０号公報

特許文献１のように圧縮空気を噴射する構成は、エネルギー量が限られているため、車両に強固に付着した付着物を除去できない可能性がある。また、水平軸を回転中心として回転可能であるだけでは、車両の付着物に的確に圧縮空気を噴射することができない。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、鉄道車両の付着物を十分に除去可能な付着物除去装置を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の付着物除去装置が提供される。即ち、この付着物除去装置は、鉄道車両の下部に付着した付着物を除去するためのものであり、高圧ポンプと、噴射ノズルと、駆動部と、制御装置と、を備える。前記噴射ノズルは、停車中の前記鉄道車両の車両本体下部の付着物の付着している部分に向けて、前記高圧ポンプが送出した水を噴射する。前記駆動部は、前記噴射ノズルを前記鉄道車両の前後方向に沿って移動させるとともに、前記噴射ノズルの軸方向と異なる２つの軸線である第１回転軸線及び第２回転軸線を回転中心として前記噴射ノズルを独立して回転させる。前記制御装置は、前記駆動部を制御する。

これにより、噴射ノズルを鉄道車両の前後方向に沿って移動させることで、鉄道車両の位置と噴射ノズルの位置を精度良く合わせることができる。また、噴射ノズルが２つの回転軸線を回転中心として独立して回転可能であるため、鉄道車両の下部の様々な位置に水を噴射することができる。

本発明によれば、鉄道車両の付着物を十分に除去可能な付着物除去装置を提供できる。

各実施形態に係る除雪装置が使用される様子を示す模式図。 除雪装置を車両前後方向で見た図。 除雪装置の平面図。 除雪装置及びセンサ群の電気的な構成を示すブロック図。 噴射ノズルを２軸独立回転することで、鉄道車両の傾斜部に対しても、噴射位置を制御可能であることを示す図。 第１実施形態において事前に作成した噴射パターンデータに合わせて水を噴射する処理のフローチャート。 予め作成された噴射パターンデータの一部を示す図。 第２実施形態において付着物検出センサの検出結果に基づいて作成した噴射パターンデータに合わせて水を噴射する処理のフローチャート。 付着物検出センサの構成を示す側面図。 着雪分布と噴射パターンデータを示す図。 第３実施形態において、鉄道車両の停車中に検出処理を行う付着物検出センサの構成を示す側面図。 除雪後に着雪が除去されたか否かを判定する処理を示すフローチャート。 第４実施形態において、除雪装置がカバーに覆われている変形例を示す図。

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。初めに、図１を参照して、各実施形態の除雪装置１０の概要について説明する。図１は、各実施形態の除雪装置１０が使用される様子を示す模式図である。

除雪装置（付着物除去装置）１０は、鉄道車両１００の下部に付着した雪（付着物）を除去する装置である。図１に示すように、鉄道車両１００は、車体１０１と、台車１０２と、車輪１０３と、を備える。鉄道車両１００は、雪が積もっている地域を走行することで、車輪１０３によって雪が跳ね上げられ、車体１０１のうち車輪１０３の後方又は上方（即ち、鉄道車両１００の下部）に雪が付着する。なお、鉄道車両１００の下部とは、車両本体下部のことであり、鉄道車両１００を構成する部分の下面、下端だけでなく、その周囲も含む概念である。車輪１０３は高速で回転しているため、雪は非常に勢いがついた状態で跳ね上げられるため、鉄道車両１００の下部に付着した雪（以下、着雪）は、硬くなる。そのため、仮に鉄道車両１００の走行中に着雪が落下した場合、この着雪がバラスト等に衝突してバラストが跳ね上げられて周囲に衝突したり、鉄道車両１００に傷が付いたりする可能性がある。

本実施形態の除雪装置１０は、ウォータジェットを用いて水を噴射して着雪に当てることにより、鉄道車両１００の下部の着雪を除去する。除雪装置１０は、鉄道車両１００の停車中に水を噴射することで除雪を行う。特に、本実施形態では、鉄道車両１００が駅に停車している短時間の間に除雪を行うことを想定している。ここで、鉄道車両１００の下部には、着雪が存在している可能性が高い部分と低い部分があるため、鉄道車両１００の下部に一様に水を噴射するだけでは、着雪を十分に除去できない。特に、鉄道車両１００の下部には、車輪１０３を駆動する電動モータ及び変圧器等の電気機器が多数配置されている。これらの電気機器に高圧の水を当てることは好ましくない。また、本実施形態のように、鉄道車両１００が駅に停車している間に除雪を行う場合、鉄道車両１００の停車位置が前後に僅かにズレるだけで、水を噴射する位置がズレてしまい、適切に除雪を行うことができなくなる。また、鉄道車両１００の着雪がある部分の下方に、噴射ノズルが上向きで固定のウォータージェット装置を配置する場合、膨大な数のウォータージェット装置が必要となる。

以上の点を考慮し、本実施形態では、ウォータジェット装置を車両前後方向に移動可能にするとともに、２軸で独立回転可能な構成とした。以下、図２から図４を参照して詳細に説明する。図２は、除雪装置１０を車両前後方向で見た図である。図３は、除雪装置１０の平面図である。図４は、除雪装置１０の電気的な構成を示すブロック図である。

除雪装置１０は、図２から図４に示すように、可動ユニット１１と、制御装置２１と、高圧ポンプ２２と、ガイド部材２３と、を備える。また、本実施形態では、除雪装置１０は、レール５１を挟んで左右一対で配置されるとともに、車両前後方向に並べて複数配置される。

可動ユニット１１は、図２及び図３に示すように、レール５１及び枕木５２の車両左右方向の外側（詳細には可動ユニット１１の噴射ノズル１３の基端部が車体１０１よりも左右方向の外側）に配置されている。また、可動ユニット１１は、鉄道車両１００の車体１０１よりも下方（詳細には可動ユニット１１の噴射ノズル１３の基端部が車体１０１よりも下方）に配置されている。可動ユニット１１は、車両前後方向に沿うように（長手方向が車両前後方向となるように）配置されたガイド部材２３上を移動可能に構成されている。

可動ユニット１１は、可動台１２と、噴射ノズル１３と、駆動部１４と、を備える。

可動台１２は、噴射ノズル１３及び駆動部１４を支持する。また、可動台１２の下方は、ガイド部材２３に対応した形状であり、ガイド部材２３に嵌まり込んでいる。この構成により、可動台１２は、ガイド部材２３に沿って車両前後方向に移動可能に構成される。

噴射ノズル１３は、筒状の部材であり、高圧ポンプ２２から供給された水を鉄道車両１００の下部に向けて噴射することで、鉄道車両１００の除雪を行う。高圧ポンプ２２は、供給された（吸い上げた）水を高圧（例えば５ＭＰａ〜２０ＭＰａ）で送出する。高圧ポンプ２２が送出する水は、冷水であっても良いし、温水であっても良い。また、真水であっても良いし、除雪に関する薬剤を含んだ水であっても良い。

また、噴射ノズル１３は、第１回転軸線Ｌ１及び第２回転軸線Ｌ２を回転中心としてそれぞれ独立して回転可能なように可動台１２に取り付けられている。第１回転軸線Ｌ１は、車両前後方向と同じ方向である。第２回転軸線Ｌ２は、車両上下方向と同じ方向である。「独立」とは、第１回転軸線Ｌ１を中心とした回転の回転角度と、第２回転軸線Ｌ２を中心とした回転の回転角度と、を個別に変更可能であり、一方の値に関係なく（一方の値を変化させることなく）他方の値を変更可能なことである。また、一方と他方の動きを同期させて所定の水軌跡を描くこともできる。具体的な構造としては、噴射ノズル１３は第１回転軸線Ｌ１を回転中心として回転可能なように取付板に取り付けられている。また、この取付板は、第２回転軸線Ｌ２を回転中心として回転可能なように可動台１２に取り付けられている。

駆動部１４は、第１回転駆動部１５と、第２回転駆動部１６と、走行駆動部１７と、を備える。第１回転駆動部１５は、電動モータ等であり、第１回転軸線Ｌ１を回転中心として噴射ノズル１３を回転駆動する。これにより、噴射ノズル１３は、図２の角度αが変更されるように回転する。第２回転駆動部１６は、電動モータ等であり、第２回転軸線Ｌ２を回転中心として噴射ノズル１３を回転駆動する。これにより、噴射ノズル１３は、図３の角度βが変更されるように回転する。走行駆動部１７は、電動モータ等であり、可動台１２をガイド部材２３に沿って移動（走行）させる。なお、駆動部１４を構成する各部は、電動モータに限られず、他のアクチュエータであっても良い。例えば、走行駆動部１７をソレノイド又はエアシリンダで構成しても良い。

制御装置２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を有しており、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出して実行することで、除雪装置１０の各部を制御する。例えば、制御装置２１は、駆動部１４を制御して駆動の有無を切り替えたり、可動台１２の車両前後方向の位置、噴射ノズル１３の２つの回転の回転角度等を変化させたりする。

また、制御装置２１は、停止位置センサ３１から検出結果が入力される。停止位置センサ３１は、検出領域上に物体（具体的には車輪１０３）が存在するか否かを検出可能な光センサを車両前後方向に複数並べた構成である。この構成により、どの光センサが車輪１０３を検出しているかに基づいて、鉄道車両１００の停止位置を検出することができる。なお、停止位置センサ３１は、別の構成であっても良い。例えば、鉄道車両１００の側面又は底面の画像を取得するカメラを備え、この画像を解析して例えば車輪１０３の位置を特定することで、鉄道車両１００の停止位置を検出する構成であっても良い。

また、本実施形態では、制御装置２１は、可動ユニット１１毎に設けられているが、複数の可動ユニット１１を１つの制御装置２１で制御する構成であっても良い。

次に、噴射ノズル１３を２軸で独立して回転させることで、鉄道車両１００の下部の様々な領域に水を噴射できる（噴射位置を制御できる）ことについて、図５を参照して説明する。図５は、鉄道車両１００の傾斜部に対しても、噴射位置を制御可能であることを示す図である。また、図５（ａ）は側面図であり、図５（ｂ）は正面図（図５（ａ）のＢ方向で見た図）であり、図５（ｃ）は底面図（図５（ａ）のＣ方向で見た図）である。

また、以後の説明では、第１回転軸線Ｌ１を回転中心として噴射ノズル１３を回転させることを「噴射ノズル１３を第１方向に回転させる」等と称し、第２回転軸線Ｌ２を回転中心として噴射ノズル１３を回転させることを「噴射ノズル１３を第２方向に回転させる」等と称する。

噴射ノズル１３の口径及び鉄道車両１００にあたる位置での水の径は着雪と比較して非常に小さいため、図５に示すように、水の噴射箇所を変化させる必要がある。図５では、上述のように着雪が多い傾斜面を例として、水の噴射位置をａ箇所（前端かつ下端）からｂ箇所（後端かつ上端）まで変化させるときの角度αと角度βの角度変化が示されている。このとき、図５（ｂ）に示すように、角度αを、ａ箇所に水を当てるためのα_aからｂ箇所に水を当てるためのα_bまで変化させる。それと同時に、図５（ｃ）に示すように、角度βを、ａ箇所に水を当てるためのβ_aからｂ箇所に水を当てるためのβ_bまで変化させる。このように、２つの回転角度を独立して変化させることで、鉄道車両１００の下部が傾斜面である場合においても、所定の噴射パターンに合わせて水を噴射することができる。

次に、予め定めた噴射パターンに合わせて水を噴射する処理について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、第１実施形態の処理のフローチャートである。図７は、予め作成された噴射パターンデータの一部を示す図である。

初めに、制御装置２１は、停止位置センサ３１の検出結果を取得する（Ｓ１０１）。次に、制御装置２１は、停止位置センサ３１から取得した鉄道車両１００の停止位置に合わせるように走行駆動部１７を駆動して可動台１２を移動させる（Ｓ１０２）。例えば、鉄道車両１００が本来の停止位置から２００ｍｍ前方に停止した場合は、可動台１２も同様に２００ｍｍ前方に移動させる（可動台１２が基準位置にいた場合）。なお、基準位置とは、鉄道車両１００の本来の停止位置に合わせた可動台１２の位置である。

次に、制御装置２１は、除雪装置１０が備える記憶装置又は除雪装置１０の外部の記憶装置から、噴射パターンデータを読み出す（Ｓ１０３）。そして、制御装置２１は、読み出した噴射パターンデータに合わせて、第１回転駆動部１５及び第２回転駆動部１６を回転駆動しつつ、水を噴射する（Ｓ１０４）。噴射パターンデータは、設計者及び作業者の経験、及び、過去に測定した着雪分布等に応じて定められる噴射パターンのデータである。本実施形態では、噴射パターンは線で記載されており、この線に沿って水を噴射するように、第１回転駆動部１５及び第２回転駆動部１６が駆動される。着雪分布は鉄道車両１００の形状によっても異なるため、鉄道車両１００毎に噴射パターンデータを作成しても良い。この場合、到着する鉄道車両１００に応じた噴射パターンデータが読み出される。具体的には、到着する鉄道車両１００の車種をセンサ等により除雪装置１０が検出しても良いし、到着する鉄道車両１００の車種（又は車種に応じた噴射パターンデータ）を外部との通信により取得しても良い。

噴射パターンデータは、噴射ノズル１３が配置される箇所によって異なる。つまり、噴射ノズル１３が配置される箇所に応じて、鉄道車両１００の形状が異なるため、着雪分布も異なるからである。そして、噴射ノズル１３は、噴射ノズル１３の位置に応じた噴射パターンデータに合わせて水を噴射するように制御装置２１によって制御される。なお、異なる噴射ノズル１３に同じ噴射パターンデータが適用される構成であっても良い。

また、図７に示すように、本実施形態の噴射パターンデータは、噴射領域／非噴射領域の区別だけでなく、噴射領域内においても、噴射ピッチ（水をあてる位置を示す線の間隔）が異なる。つまり、着雪量が多いと想定されている領域については、噴射ピッチを狭くすることで、当該領域に長時間にわたって水を噴射することができる（面積あたりの水の噴射量を多くすることができる）ので、重点的に除雪を行うことができる。なお、着雪量が多い領域については、噴射ピッチに代えて又は加えて、噴射ノズル１３を回転させる速度（即ち、水をあてる位置を移動させる速度）を遅くしても良い。この場合においても、当該領域に噴射される水の量を増やすことができるので、重点的に除雪を行うことができる。

これにより、除雪が必要な部分に水を当てて除雪を行うことができる。そして、噴射ノズル１３が車両前後方向に移動可能であるため、鉄道車両１００の停止位置に合わせて除雪を行う位置を調整できる。また、噴射ノズル１３が２軸に独立回転可能であるため、少ない設置数の噴射ノズル１３で十分な除雪を行うことができる。

次に、第２実施形態について図８から図１０を参照して説明する。図８は付着物検出センサ３２が検出した着雪分布に応じた噴射パターンデータに合わせて水を噴射する処理のフローチャートである。図９は、付着物検出センサ３２の構成を示す側面図である。図１０は、着雪分布と噴射パターンデータを示す図である。

第２実施形態以降の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。また、図８のフローチャートにおいて、Ｓ２０１、Ｓ２０２、及びＳ２０５の処理は、それぞれ、Ｓ１０１、Ｓ１０２、及びＳ１０４と同一であるため、説明を省略する。

制御装置２１は、可動台１２を移動させて可動ユニット１１を鉄道車両１００の停車位置に合わせた後、付着物検出センサ３２の検出結果に基づいて着雪分布を算出する（Ｓ２０３）。図９に示す付着物検出センサ３２は、レーザセンサ等であり、電磁波を送信するとともに対象物で反射した反射波を受信し、送信から受信までの時間に基づいて、付着物検出センサ３２から対象物までの距離を計測可能である。ここで、着雪がない場合の付着物検出センサ３２から鉄道車両１００までの距離は、鉄道車両１００の設計図及び付着物検出センサ３２の配置等に基づいて、事前に求めることができる。従って、制御装置２１は、付着物検出センサ３２が検出した距離から、事前に求めた距離を減算することで、着雪の有無及び厚みを検出することができる。また、付着物検出センサ３２が走行中の鉄道車両１００に対して計測を行うことで、制御装置２１は、車両前後方向の全体にわたって、着雪の有無及び厚みを算出することができる。また、付着物検出センサ３２が車両左右方向に複数配置されることで、制御装置２１は、車両左右方向の全体にわたって、着雪の有無及び厚みを算出することができる。

以上により、制御装置２１は、鉄道車両１００の下部の全体にわたって、着雪の有無及び厚みを算出できる。なお、着雪の有無のみを検出し、着雪の厚みまでは算出しない構成であっても良い。この場合、付着物検出センサ３２としては、レーザセンサに代えてカメラを用いることができる。また、鉄道車両１００の下部の全体ではなく、一部のみについて付着物検出センサ３２が計測を行って制御装置２１が着雪の有無及び厚みを算出し、他の部分の着雪の有無及び厚みを推定する構成であっても良い。また、付着物検出センサ３２の検出結果から着雪分布を算出する処理は制御装置２１で行うが、付着物検出センサ３２側で行っても良い。

次に、制御装置２１は、算出した着雪分布に応じた噴射パターンデータを作成する（Ｓ２０４）。以下、噴射パターンデータの作成方法について具体的に説明する。図１０（ａ）には、付着物検出センサ３２の検出結果に基づいて制御装置２１が作成した着雪分布の例が示されている。図１０（ａ）において、鎖線で囲まれている領域が着雪が存在した領域であり、その内部の矩形の数字は、着雪の厚みを示している。上述のように、着雪の厚みが大きいほど、長時間にわたって水を噴射することが好ましいため、噴射ピッチを短くしている。上記のように、噴射ピッチを短くする構成に代えて、又は加えて、噴射ノズル１３を回転させる速度を遅くしても良い。この場合においても、当該領域に噴射される水の量を増やすことができるので、重点的に除雪を行うことができる。

第２実施形態では、実際に付着している着雪を検出しているするため、この着雪を除去できるような噴射パターンデータが作成されることで、着雪を精度良く除去できる。

次に、第３実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、第３実施形態において、鉄道車両１００の停車中に検出処理を行う可動式付着物検出センサ３３の構成を示す側面図である。図１２は、除雪後に着雪が除去されたか否かを判定する処理を示すフローチャートである。

第３実施形態の可動式付着物検出センサ３３は、測定原理等は付着物検出センサ３２と同様であるが、車両左右方向を回転軸として車両前側及び後側に回転可能である点において、付着物検出センサ３２と異なる。可動式付着物検出センサ３３は、このように回転することで、鉄道車両１００の前後方向の所定の範囲において、検出を行うことが可能である。この構成により、可動式付着物検出センサ３３を車両前後方向に複数配置することで、鉄道車両１００の停車中においても、着雪分布を算出できる。なお、可動式付着物検出センサ３３は、回転移動に代えて、車両前後方向にスライド移動する構成であっても良い。

以下、第３実施形態の具体的な処理について説明する。なお、図１２のフローチャートにおいて、Ｓ２１１からＳ２１５の処理は、付着物検出センサの構成及び検出タイミング以外は、Ｓ２０１からＳ２０５の処理と同一であるため、説明を省略する。

第３実施形態では、最初に作成した噴射パターンデータに合わせて除雪装置１０が除雪を行った後に（Ｓ２１５の後に）、可動式付着物検出センサ３３が再び付着物の検出を行う。制御装置２１は、この検出結果に基づいて着雪分布を再び算出する（Ｓ２１６）。

ここで、Ｓ２１５において除雪が十分に完了している場合、Ｓ２１６で算出される着雪分布は、殆ど又は全く着雪が存在しないこととなる。制御装置２１は、算出した着雪分布に基づいて、着雪が閾値以下か否かを判定する（Ｓ２１７）。この判定は、例えば、着雪が「有」の領域又は着雪量が所定以上の領域の多さ（面積又は全体に占める割合）等に基づいて判定される。着雪が閾値以下であると制御装置２１が判定した場合、除雪は十分に行われていることとなるため、除雪処理が終了する。

一方で、着雪が閾値より多いと制御装置２１が判定した場合、除雪は十分に行われていないこととなるため、Ｓ２１４及びＳ２１５と同様の処理を行い、再び水を噴射して除雪を行う（Ｓ２１８）。その後、可動式付着物検出センサ３３により再検出及び制御装置２１によるＳ２１６及びＳ２１７の処理が再び行われ、着雪が閾値以下と制御装置２１が判定することで、除雪処理が終了する。

第３実施形態では、除雪後に着雪量を検出するため、１回目の水の噴射で着雪が残っていた場合であっても、２度目以降の水の噴射を行うことで、除雪を確実に行うことができる。

なお、第３実施形態において、Ｓ２１７及びＳ２１８の処理を省略しても良い。この場合、Ｓ２１６で算出された着雪分布は、次回以降に噴射パターンデータを作成される際に参考情報として利用される。更に、この場合は、除雪後の走行中に着雪を検出すれば良いため、可動式付着物検出センサ３３は可動式でなくても良い。

次に、第４実施形態について図１３を参照して説明する。図１３は、第４実施形態において、除雪装置１０がカバー６１に覆われている変形例を示す図である。

除雪装置１０は、その目的から、気温が低く、降雪が多い地域に配置される。ここで、噴射ノズル１３、駆動部１４、及びガイド部材２３等は、気温が低かったり、降雪量が多い場合は凍結等により適切に動作できない可能性がある。この点を考慮し、第３実施形態では、可動ユニット１１及びガイド部材２３をまとめて覆うカバー６１が配置されている。また、カバー６１の内部には、ヒータ６２が配置されている。この構成により、可動ユニット１１等を低温及び降雪から保護することができるので、寒冷地においても除雪装置１０が使用可能となる。なお、カバー６１は、ガイド部材２３を覆わず、可動ユニット１１のみ（即ち噴射ノズル１３と駆動部１４を含む部分）を覆う構成であっても良い。

また、噴射ノズル１３は回転可能に構成されているため、カバー６１には噴射ノズル１３を挿通するための開口部６１ａが形成されている。開口部６１ａの開口面積が大き過ぎる場合カバー６１を設ける意味が薄れてしまうため、更に、噴射ノズル１３に蛇腹状等の可撓性のあるカバーを取り付けても良い。

以上に説明したように、この除雪装置１０は、鉄道車両１００の下部に付着した付着物（着雪）を除去するためのものであり、高圧ポンプ２２と、噴射ノズル１３と、駆動部１４と、制御装置２１と、を備える。噴射ノズル１３は、停車中の鉄道車両１００の下部に向けて、高圧ポンプ２２が送出した水を噴射する。駆動部１４は、噴射ノズル１３を鉄道車両１００の前後方向に沿って移動させるとともに、噴射ノズル１３の軸方向と異なる２つの軸線である第１回転軸線Ｌ１及び第２回転軸線Ｌ２を回転中心として噴射ノズル１３を独立して回転させる。制御装置２１は、駆動部１４を制御する。

これにより、噴射ノズル１３（可動ユニット１１）を鉄道車両１００の前後方向に沿って移動させることで、鉄道車両１００の位置と噴射ノズル１３の位置を精度良く合わせることができる。また、噴射ノズル１３が２つの回転軸線を回転中心として独立して回転可能であるため、鉄道車両１００の下部の様々な位置に水を噴射することができる。

また、各実施形態の除雪装置１０において、第１回転軸線Ｌ１は、鉄道車両１００の前後方向と平行である。第２回転軸線Ｌ２は、鉄道車両１００の上下方向と平行である。

これにより、第１回転軸線Ｌ１を回転中心として噴射ノズル１３を回転させることで、車両上下方向の所定の範囲に水を噴射することができる。また、第２回転軸線Ｌ２を回転中心として噴射ノズル１３を回転させることで、車両前後方向の所定の範囲（車両の下部が平坦である場合は、車両左右方向の所定の範囲）に水を噴射することができる。

また、各実施形態の除雪装置１０において、制御装置２１は、鉄道車両１００の停止位置を検出する停止位置センサ３１の検出結果に基づいて、噴射ノズル１３（可動ユニット１１）を鉄道車両１００の前後方向に沿って移動させて、噴射ノズル１３と鉄道車両１００の位置を合わせる。

これにより、停止位置センサ３１の検出結果を用いることで、噴射ノズル１３と鉄道車両１００の位置合わせを自動で行うことができる。

また、第１実施形態の除雪装置１０は、予め定められた噴射パターンで、少なくとも、噴射ノズル１３の第１回転軸線Ｌ１の回転及び第２回転軸線Ｌ２の回転を行う。

これにより、付着物の付き易い箇所等に応じて予め噴射パターンを定めておくことで、不要な箇所に水を噴射することを防止しつつ、付着物が付き易い箇所のみに水を噴射できる。また、付着物検出センサ３２を用いる構成と比較して、制御を簡単にすることができる。

また、第２及び第３実施形態の除雪装置１０において、制御装置２１は、鉄道車両１００の付着物の少なくとも位置を検出する付着物検出センサ３２の検出結果に基づいて、少なくとも、噴射ノズル１３の第１回転軸線Ｌ１の回転及び第２回転軸線Ｌ２の回転を行う。

これにより、実際に付着した付着物を検出するため、付着物を精度良く除去できる。

また、第３実施形態の除雪装置１０において、制御装置２１は、鉄道車両１００の下部への水の噴射後に、付着物検出センサ３２の検出結果を新たに取得し、当該検出結果に応じて、少なくとも、噴射ノズル１３の第１回転軸線Ｌ１の回転及び第２回転軸線Ｌ２の回転を行う。

これにより、水の噴射によって付着物が除去されたかを確認することができる。

また、第１及び第２実施形態の除雪装置１０において、制御装置２１は、鉄道車両１００の領域に応じて、噴射ノズル１３による面積あたりの水の噴射量を異ならせる。

これにより、付着物が多い部分に対して重点的に水を噴射して付着物を除去することができる。

また、各実施形態の除雪装置１０において、噴射ノズル１３の基端部が、車体１０１の上端よりも下方に配置されている。

これにより、噴射ノズル１３の位置を下げることができるので、鉄道車両１００の下部の広い範囲に水を噴射することができる。

また、各実施形態の除雪装置１０において、噴射ノズル１３は、平面視において、枕木５２の車両左右方向外側に配置されている。

これにより、噴射ノズル１３を車両前後方向に移動させた場合であっても、枕木５２が水の噴射の邪魔とならないので、枕木を加工・交換することなく、除雪装置１０を設置できる。

また、第４実施形態の除雪装置１０は、少なくとも、噴射ノズル１３と、駆動部１４と、をまとめて覆うカバー６１を備える。カバー６１には、噴射ノズル１３を挿通するための開口部６１ａが形成されている。

これにより、噴射ノズル１３と駆動部１４を保護することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態では、第１回転軸線Ｌ１が車両前後方向と平行であり、第２回転軸線Ｌ２が車両上下方向と平行であるが、これらの回転軸線は異なる方向であっても良い。ただし、噴射ノズル１３の軸方向に平行な方向では、回転させても噴射ノズル１３の位置が変わらないため、別の方向にする必要がある。また、上記実施形態では、可動ユニット１１は、鉄道車両１００との位置合わせの際にのみ車両前後方向に移動するが、水の噴射箇所を広げるために車両前後方向に移動しても良い。

上記実施形態で記載した特徴は適宜組み合わせることができる。例えば、第４実施形態で説明したカバー６１を他の実施形態で用いることもできる。また、初めに第１実施形態のように予め作成された噴射パターンデータを用い、その後に第３実施形態で説明した可動式付着物検出センサ３３を用いて着雪が閾値以下と判定した場合に、可動式付着物検出センサ３３の検出結果を用いて噴射パターンデータを作成しても良い。

上記実施形態で説明したフローチャートは一例であり、処理の追加、処理の内容の変更、及び処理の削除等を行っても良い。また、２つの処理を行うタイミングが重複していても良い。

上記実施形態では、付着物の例として着雪を挙げて説明したが、別の付着物（例えば泥）を除去する装置にも本発明を適用できる。

１０ 除雪装置
１１ 可動ユニット
１２ 可動台
１３ 噴射ノズル
１４ 駆動部
２１ 制御装置
２２ 高圧ポンプ
１００ 鉄道車両

Claims (10)

1. 鉄道車両の下部に付着した付着物を除去する付着物除去装置において、
   高圧ポンプと、
   停車中の前記鉄道車両の車両本体下部の付着物の付着している部分に向けて、前記高圧ポンプが送出した水を噴射する噴射ノズルと、
   前記噴射ノズルを前記鉄道車両の前後方向に沿って移動させるとともに、前記噴射ノズルの軸方向と異なる２つの軸線である第１回転軸線及び第２回転軸線を回転中心として前記噴射ノズルを独立して回転させる駆動部と、
   前記駆動部を制御する制御装置と、
   を備えることを特徴とする付着物除去装置。
2. 請求項１に記載の付着物除去装置であって、
   前記第１回転軸線は、前記鉄道車両の前後方向と平行であり、
   前記第２回転軸線は、前記鉄道車両の上下方向と平行であることを特徴とする付着物除去装置。
3. 請求項１又は２に記載の付着物除去装置であって、
   前記制御装置は、前記鉄道車両の停止位置を検出する停止位置センサの検出結果に基づいて、前記噴射ノズルを前記鉄道車両の前後方向に沿って移動させて、前記噴射ノズルと前記鉄道車両の位置を合わせることを特徴とする付着物除去装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の付着物除去装置であって、
   前記制御装置は、
   予め定められたパターンで、少なくとも、前記噴射ノズルの第１回転軸線の回転及び前記第２回転軸線の回転を行うことを特徴とする付着物除去装置。
5. 請求項１から３までの何れか一項に記載の付着物除去装置であって、
   前記制御装置は、前記鉄道車両の付着物の少なくとも位置を検出する付着物検出センサの検出結果に基づいて、少なくとも、前記噴射ノズルの第１回転軸線の回転及び前記第２回転軸線の回転を行うことを特徴とする付着物除去装置。
6. 請求項５に記載の付着物除去装置であって、
   前記制御装置は、前記鉄道車両への水の噴射後に、前記付着物検出センサの検出結果を新たに取得し、当該検出結果に応じて、少なくとも、前記噴射ノズルの第１回転軸線の回転及び前記第２回転軸線の回転を行うことを特徴とする付着物除去装置。
7. 請求項４から６までの何れか一項に記載の付着物除去装置であって、
   前記制御装置は、前記鉄道車両の領域に応じて、前記噴射ノズルによる面積あたりの水の噴射量を異ならせることを特徴とする付着物除去装置。
8. 請求項１から７までの何れか一項に記載の付着物除去装置であって、
   前記噴射ノズルの基端部が、前記鉄道車両の車体よりも下方に配置されていることを特徴とする付着物除去装置。
9. 請求項８に記載の付着物除去装置であって、
   前記噴射ノズルは、平面視において、枕木の車両左右方向外側に配置されていることを特徴とする付着物除去装置。
10. 請求項１から８までの何れか一項に記載の付着物除去装置であって、
    少なくとも、前記噴射ノズルと、前記駆動部と、をまとめて覆うカバーを備え、
    前記カバーには、前記噴射ノズルを通すための開口部が形成されていることを特徴とする付着物除去装置。

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