JP4822785B2 - 高速車両救援用連結棒及びこれを用いた救援用車両連結構造 - Google Patents

Description

本発明は、新幹線（登録商標）やリニアモーターカーなどの高速走行を行う車両が運行不能に陥った際に、この車両と救援車両との連結に用いられる高速車両救援用連結棒及びこれを用いた車両連結構造に関するものである。

上記のような高速走行を行う車両は、運行不能に陥った場合には、先頭車両に救援車両が連結されて、この救援車両によって牽引される。このため、先頭車両には、救援車両を連結するための救援用連結器が設けられている。
このような救援用連結器としては、後記の非特許文献１に記載の連結器が知られている。この連結器は、通常は先頭車両の先頭部内に折り畳まれた状態で格納されており、救援車両との連結時には、先頭部内から連結器本体を引き出した状態にして使用される。

「新幹線の"そこが知りたい"メカニズム」、鉄道ジャーナル、株式会社鉄道ジャーナル社、第３２１巻、ｐ．６６−ｐ．６７

高速走行を行う車両では、走行時の空気抵抗を低減してトンネル進入時の騒音を軽減するなどの目的のために、先頭車両の先端が、車台部から先端側に張り出す先細り形状に形成されている。近年は、車両の走行速度が向上したため、先頭車両の先端の先鋭化がさらに進められている。
一方、救援用連結器は、十分な強度を確保するために鋼鉄製とされており、また、連結器本体を先頭部内に出し入れするための機構を有しているので、重量が重い。

すなわち、先頭車両では、車台部から張り出す先端部内に、重量物である救援用連結器が配置されているので、走行時に先端部に振動が生じやすい。このような振動は、走行時の安定性に悪影響を与える。
特に、近年は、先頭車両の先端の先鋭化に伴って先端部の車体剛性が低下しているので、振動が生じやすい。

また、救援用連結器は、前記のように連結器本体を先頭部内に出し入れするための機構を有しているので、構造が複雑で、製造コストが高く、また占有スペースも大きかった。
また、先頭車両の先端部には、救援用連結器以外にも、例えば進路上の障害物を跳ね飛ばす排障器や衝突緩衝材等の安全対策装置を含む各種装置を設ける必要があるが、前記のように先頭車両の先端部が先鋭化していて先頭部内のスペースが小さいので、先頭部内に各種装置を設置するためのスペースを確保することが困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低コストでありながら、先頭車両の先端部の重量を低減するとともに、先端部内に各種装置の設置スペースを確保することができる高速車両救援用連結棒及びこれを用いた救援車両連結構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
すなわち、本発明は、棒状の本体と、該本体の両端にそれぞれ設けられ、対向する救援対象車両または救援車両の先頭車両の内部に設けられた救援用連結器と連結される連結機構とを有し、一方の前記連結機構は、前記本体の軸線に対する傾斜角と該軸線回りの向きとの変動を可能にする球面軸受を有する接続構造を介して前記本体に接続されている高速車両救援用連結棒を提供する。

このように構成される高速車両救援用連結棒は、救援対象車両及び救援車両とは独立した部材であるので、通常は、高速車両の任意の位置に収納するか、高速車両の運行経路上（例えば駅や資材置き場など）に保管しておくことができる。
そして、救援対象車両と救援車両とを連結する際には、救援対象車両や救援車両内から高速車両救援用連結棒を取り出すか、救援車両によって最寄りの駅等から高速車両救援用連結棒を救援対象車両の停止している場所まで搬送して、救援対象車両と救援車両との連結に用いる。この連結作業は、例えば作業員の手作業で行われる（連結作業は人力で行ってもよく、また機械を用いて行ってもよい）。

この高速車両救援用連結棒は、本体の一端に設けられる連結機構によって救援対象車両の先頭車両に設けられた救援用連結器と連結され、本体の他端に設けられる連結機構によって救援車両の救援用連結器と連結される。すなわち、この高速車両救援用連結棒を用いることで、救援対象車両の救援用連結器と救援車両の救援用連結器とは、高速車両救援用連結棒の長さの分、互いに離間した状態で連結される。

このため、この高速車両救援用連結棒を用いる高速車両では、救援用連結器の連結器本体を先頭車両の先端部から突出させる必要がなく、連結器本体を先端部から出し入れするための機構を省くことができる。
これにより、救援用連結器が軽量となるので、先頭車両に振動が生じにくい。
また、このように救援用連結器が軽量となることで、先頭車両において救援用連結器の保持構造に要求される強度水準が低くなり、この保持構造自体も小型軽量化することができるので、先頭車両の先端部の重量がさらに低減されて、先頭車両に振動がより生じにくくなる。

また、救援用連結器から連結器本体を出し入れするための機構を省くことで、救援用連結器及びその保持構造が小型となるので、先端部内における救援用連結器の占有スペースが低減されて、先端部内に他の装置を設置するスペースを確保することができる。
また、救援用連結器から連結器本体を出し入れするための機構を省くことで、救援用連結器の構造が簡略化されて、コストが低減される。
また、一方の連結機構は、本体の軸線に対する傾斜角と軸線回りの向きとの変動を可能にする球面軸受を有する接続構造を介して本体に接続されているので、一方の連結機構は、他方の連結機構に対して本体の軸線に対する傾斜角と軸線回りの向きとの変動を可能にされていることになる。
このように、一方の連結機構に対して他方の連結機構の向きの変動が許容されているので、救援対象車両が正常な姿勢を保てない状態であっても、救援車両の救援用連結器と救援対象車両の救援用連結器の位置や向きのずれを、高速車両救援用連結棒によって吸収することができ、救援車両による救援対象車両の牽引を良好に行うことができる。

上記高速車両救援用連結棒において、前記本体が、複合材によって構成されていてもよい。
ここで、複合材とは、例えばＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）等の、高強度でありながら金属に比べて比重の軽い材質によって構成されるものである。
このような複合材によって本体を構成することで、高速車両救援用連結棒が十分な強度を有しつつ、軽量となるので、取り扱いが容易である。

また、上記高速車両救援用連結棒において、前記本体に長さ調整機構が設けられていてもよい。
この場合には、救援対象車両と救援車両とを連結する際に、長さ調整機構を操作することで、高速車両救援用連結棒の長さを、救援対象車両の救援用連結器と救援車両の救援用連結器との間の距離に合わせて調整することができるので、救援対象車両に対する救援車両の停止位置の微調整が不要となり、連結作業をスムーズに行うことができる。
長さ調整機構としては、例えばターンバックルやその類似構造が用いられる。

ここで、高速車両のうち、車輪を利用して走行するものには、車両本体と車輪との間にサスペンション装置が設けられる。また、高速車両のうち、溝状のガイドウェイ内を走行するものには、高速車両をガイドウェイ内面に沿って案内する案内輪が設けられる。さらに、リニアモーターカー等、ガイドウェイ内を浮上した状態で走行するものは、低速走行時には浮上せず、支持脚に設けられたタイヤを用いて走行する構成とされている。
このような高速車両では、異常時には、サスペンション装置が故障したり、各種タイヤがパンクするなどして、先頭車両の先端の位置が正常時から変わってしまうことがある。

また、上記高速車両救援用連結棒が、長手方向に加わる衝撃を緩衝する衝撃緩衝装置を有していてもよい。
この場合には、救援車両による救援対象車両の牽引時に、救援車両から救援対象車両に加わる衝撃や、救援対象車両から救援車両に加わる衝撃が、衝撃緩衝装置によって緩和されるので、救援車両による救援対象車両の牽引を良好に行うことができる。
また、この高速車両救援用連結棒を用いる高速車両では、救援用連結器に衝撃緩衝装置を設けなくて済むので、救援用連結器のさらなる小型化、軽量化が可能となる。

また、本発明は、救援対象車両の先頭車両と救援車両とを連結する救援車両連結構造であって、上記した本発明に係る高速車両救援用連結棒を用いた救援車両連結構造を提供する。
この救援車両連結構造によれば、低コストでありながら、先頭車両の先端部の重量を低減するとともに、先端部内に各種装置の設置スペースを確保することができる。

本発明に係る高速車両救援用連結棒及びこれを用いた救援車両連結構造によれば、低コストでありながら、先頭車両の先端部の重量を低減するとともに、先端部内に各種装置の設置スペースを確保することができる。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る高速車両救援用連結棒１は、棒状の本体２と、本体２の両端にそれぞれ設けられる連結機構３，４とを有している。

本体２は、ＣＦＲＰ等の複合材によって構成されており、これによって本体２を金属製とした場合に比べて重量が大幅に低減されている。
また、本体２には、長さ調整機構５が設けられている。
具体的には、本体２は、連結機構３側の棒状部６と連結機構４側の棒状部７と、これら棒状部６，７とを同軸にして接続する連結具８とを有している。
棒状部６の連結部８との接続部、及び棒状部７の連結部８との接続部には、それぞれ雄ネジが形成されている。これら雄ネジの向きは同一とされている。連結部８の棒状部６との接続部及び棒状部７との接続部には、雌ネジが形成されている。

そして、連結具８を棒状部６，７の軸線回りの一方に回転させることでこれら棒状部６，７が近接され、連結具８を逆方向に回転させることでこれら棒状部６，７が離間させられる。すなわち、棒状部６，７，及び連結具８は、ターンバックルと同じ構造とされており、連結具８を操作することで、本体２の長さを調節することができるようになっている。

連結機構３，４は、連結対象となる高速車両に用いられる連結器であれば、任意の構成とすることができる。本実施形態では、連結機構３，４として、密着型連結器を用いている。なお、連結機構３，４は、鋼鉄等の金属製とされる。
また、連結機構３は、連結機構４に対して、本体２の軸線に対する傾斜角とこの軸線回りの向きとのうちの少なくともいずれか一方の変動を可能にする接続構造を介して接続されている。

具体的には、本体２の棒状部６には、連結機構３側の端部に第一支持部６ａが設けられており、第一支持部６ａと連結機構３とは、第二支持部６ｂを介して接続されている。
第一支持部６ａは、棒状部６に対して球面軸受１１を介して接続されており、これにより、第一支持部６ａは、棒状部６に対してその軸線に対する傾斜角と軸線回りの向きの変動が可能とされている。
第二支持部６ｂは、第一支持部６ａに対して、第一ピン結合構造１２を介して接続されている。第一ピン結合構造１２は、第一支持部６ａと第二支持部６ｂとをこれらの連結方向に略直交するピン１２ａによって接続するものであって、これによって第二支持部６ｂは、第一支持部６ａとの連結方向に略直交する一軸線回りに揺動可能とされている。

連結機構３は、第二支持部６ｂに対して、第二ピン結合構造１３を介して接続されている。第二ピン結合構造１３は、第二支持部６ｂと連結機構３とをこれらの連結方向及びピン１２ａに略直交するピン１３ａによって接続するものであって、これによって連結機構３は、第二支持部６ｂとの連結方向及びピン１２ａに略直交する一軸線回りに揺動可能とされている。

連結機構４は、本体２の棒状部７に対して、第三ピン結合構造１４を介して接続されている。第三ピン結合構造１４は、棒状部７と連結機構４とを略垂直方向に貫くピン１４ａによって接続するものであって、これによって連結機構４は、略垂直な軸線回りに揺動可能とされている。

また、この高速車両救援用連結棒１には、長手方向に加わる衝撃を緩衝する衝撃緩衝装置１６が設けられている。
本実施形態では、本体２の棒状部７に衝撃緩衝装置１６を設けている。
具体的には、棒状部７は、連結機構４と接続される先端部７ａと、連結具８と接続される基端部７ｂとに分割されている。

先端部７ａの基端部７ｂ側の端部にはフランジ７ｃが設けられており、基端部７ｂの先端部７ａ側の端部にはフランジ７ｄが設けられている。先端部７ａの外周及び基端部７ｂの外周には、それぞれ内径がフランジ７ｃ、７ｄよりも小さいワッシャＷが嵌められており、先端部７ａと基端部７ｂとは、両ワッシャＷ及びフランジ７ｃ，７ｄをボルト止めすることによって結合されている。

先端部７ａと基端部７ｂとの間、及びフランジ７ｃと先端部７ａ側のワッシャＷとの間、フランジ７ｄと基端部７ｂ側のワッシャＷとの間には、それぞれ衝撃緩衝材Ｒが挟み込まれており、これによって先端部７ａと基端部７ｂとのうちの一方に、これらを押し付ける方向（圧縮方向）の衝撃やこれらを離間させる方向（引張方向）の衝撃が加わった場合に、この衝撃が衝撃緩衝材Ｒによって吸収されるようになっている。

以下、この高速車両救援用連結棒１の使用方法について、図２を用いて説明する。
ここで、本実施の形態では、この高速車両救援用連結棒１の連結対象である救援対象車両Ｍ及び救援車両Ｔは、先頭車両の先端に設けられたカバーＣ内に救援用連結器Ｊが格納された構成とされている。この救援用連結器Ｊとしては、一般的な構成のものを用いることができるが、本実施の形態では、救援用連結器Ｊは、密着型連結器の連結機構部（連結器本体）のみを有していて、連結機構部をカバーＣ外に出し入れする機構が省かれた構成のものが用いられており、カバーＣを開くだけで使用することができるようになっている。

図２に示すように、本実施形態に係る高速車両救援用連結棒１は、救援対象車両Ｍ及び救援車両Ｔとは独立した部材であるので、通常は、高速車両の任意の位置に収納するか、高速車両の運行経路上（例えば駅や資材置き場など）に保管される。
そして、救援対象車両Ｍと救援車両Ｔとを連結する際には、救援対象車両Ｍや救援車両Ｔ内から高速車両救援用連結棒１を取り出すか、救援車両Ｔによって最寄りの駅等から高速車両救援用連結棒１を救援対象車両Ｍの停止している場所まで搬送して、救援対象車両Ｍと救援車両Ｔとの連結に用いる。この連結作業は、例えば作業員の手作業（機械を使用してもよい）によって行われる。

この高速車両救援用連結棒１は、本体２の一端に設けられる連結機構３または連結機構４によって救援対象車両Ｍの先頭車両に設けられた救援用連結器Ｊと連結され、本体２の他端に設けられる連結機構４または連結機構３によって救援車両Ｔの救援用連結器Ｊと連結される。すなわち、この高速車両救援用連結棒１を用いることで、救援対象車両Ｍの救援用連結器Ｊと救援車両Ｔの救援用連結器Ｊとは、高速車両救援用連結棒１の長さの分、互いに離間した状態で連結される。

このため、この高速車両救援用連結棒１を用いる高速車両では、救援用連結器Ｊの連結器本体を先頭車両の先端部から突出させる必要がなく、連結器本体を先端部から出し入れするための機構を省くことができる。
これにより、救援用連結器Ｊが軽量となるので、この高速車両の通常走行時において、先頭車両に振動が生じにくい。
また、このように救援用連結器Ｊが軽量となることで、この高速車両の先頭車両において救援用連結器Ｊの保持構造に要求される強度水準が低くなり、この保持構造自体も小型軽量化することができるので、先頭車両の先端部の重量がさらに低減されて、通常走行時において、先頭車両に振動がより生じにくくなる。

また、高速車両の救援用連結器Ｊから連結器本体を出し入れするための機構を省くことで、救援用連結器Ｊ及びその保持構造が小型となるので、高速車両の先端部内における救援用連結器Ｊの占有スペースが低減されて、先端部内に他の装置を設置するスペースを確保することができる。
また、高速車両の救援用連結器Ｊから連結器本体を出し入れするための機構を省くことで、救援用連結器Ｊの構造が簡略化されて、コストが低減される。

また、本実施形態では、高速車両救援用連結棒１の本体２が、複合材によって構成されている。これにより、本体２を金属製とした場合に比べて、高速車両救援用連結棒１の重量が大幅に低減されているので、作業員による取り扱いが容易である。

また、本実施形態では、本体２に長さ調整機構５が設けられているので、救援対象車両Ｍと救援車両Ｔとを連結する際に、長さ調整機構５を操作することで、高速車両救援用連結棒１の長さを、救援対象車両Ｍの救援用連結器Ｊと救援車両Ｔの救援用連結器Ｊとの間の距離に合わせて調整することができる。
これにより、救援対象車両Ｍに対する救援車両Ｔの停止位置の微調整が不要となり、連結作業をスムーズに行うことができる。

また、本実施形態では、連結機構３が、連結機構４に対して、本体２の軸線に対する傾斜角とこの軸線回りの向きとのうちの少なくともいずれか一方の変動を可能にする接続構造を介して接続されている。
すなわち、この高速車両救援用連結棒１では、一方の連結機構に対して他方の連結機構の向きの変動が許容されているので、救援対象車両Ｍが正常な姿勢を保てない状態であっても、救援車両Ｔの救援用連結器Ｊと救援対象車両Ｍの救援用連結器Ｊの位置や向きのずれを、高速車両救援用連結棒１によって吸収することができ、救援車両Ｔによる救援対象車両Ｍの牽引を良好に行うことができる。

また、本実施形態では、高速車両救援用連結棒１が、長手方向に加わる衝撃を緩衝する衝撃緩衝装置１６を有している。これにより、救援車両Ｔによる救援対象車両Ｍの牽引時に、救援車両Ｔから救援対象車両Ｍに加わる衝撃や、救援対象車両Ｍから救援車両Ｔに加わる衝撃が、衝撃緩衝装置１６によって緩和されるので、救援車両Ｔによる救援対象車両Ｍの牽引を良好に行うことができる。
また、この高速車両救援用連結棒を用いる高速車両では、救援用連結器Ｊに衝撃緩衝装置を設けなくて済むので、救援用連結器Ｊのさらなる小型化、軽量化が可能となる。

このように、本実施形態に係る高速車両救援用連結棒１及びこれを用いた救援車両連結構造によれば、低コストでありながら、先頭車両の先端部の重量を低減するとともに、先端部内に各種装置の設置スペースを確保することができる。

ここで、上記実施の形態では、連結機構３，４をそれぞれ密着型連結器とした例を示したが、これに限られることなく、他の連結機構を用いてもよい。
例えば、図３に示す高速車両救援用連結棒３１のように、本体２の両端に貫通孔Ｈを設けて、これによって本体２と救援対象車両Ｍ、救援車両Ｔの救援連結器Ｊ１とがピン結合によって連結される連結機構３３，３４が構成されていてもよい。

本発明の一実施形態に係る高速車両救援用連結棒の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る高速車両の連結構造を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る高速車両の連結構造の他の形態例を示す斜視図である。

符号の説明

１，３１ 高速車両救援用連結棒
２ 本体
３，４，３３，３４ 連結機構
５ 長さ調整機構
１２，１３，１４ 第一、第二、第三ピン結合構造（接続構造）
１６ 衝撃緩衝装置
Ｍ 救援対象車両
Ｔ 救援車両

Claims (5)

1. 棒状の本体と、
   該本体の両端にそれぞれ設けられ、対向する救援対象車両または救援車両の先頭車両の内部に設けられた救援用連結器と連結される連結機構とを有し、
   一方の前記連結機構は、前記本体の軸線に対する傾斜角と該軸線回りの向きとの変動を可能にする球面軸受を有する接続構造を介して前記本体に接続されている高速車両救援用連結棒。
2. 前記本体が複合材によって構成されている請求項１記載の高速車両救援用連結棒。
3. 前記本体に長さ調整機構が設けられている請求項１または２に記載の高速車両救援用連結棒。
4. 長手方向に加わる衝撃を緩衝する衝撃緩衝装置を有している請求項１から３のいずれかに記載の高速車両救援用連結棒。
5. 救援対象車両の先頭車両と救援車両とを連結する救援車両連結構造であって、
   請求項１から４のいずれかに記載の高速車両救援用連結棒を用いた救援車両連結構造。

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