JP4829095B2

JP4829095B2 - 軌道摩擦低減装置

Info

Publication number: JP4829095B2
Application number: JP2006346006A
Authority: JP
Inventors: 政照緒方; 巧伴
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: JP2008156878A

Description

本発明は列車が走行するレールにてカーブ区間の車輪とレールとの摩擦を低減させることができる軌道摩擦低減装置に関する。

列車がレールのカーブ区間を走行する場合に、内側車輪と外側車輪の周速差によって車輪とレールとに摩擦が発生し、この摩擦によって、きしり音発生、著大横圧、フランジ磨耗、レールの磨耗といった数々の問題が生じる。そして、このような車輪とレールとの摩擦を低減させるために、それらの間に散水、塗油、固体潤滑剤等を噴射するなど種々の対策が取られている（「非特許文献１」、「非特許文献２」参照）。

具体的には、車両に積載される摩擦調整材供給ユニット（FMC）と摩擦調整材供給装置（FMS）と噴射ノズルとを有し、レール上に摩擦調整材を噴射する摩擦調整材噴射装置（「非特許文献３」参照）、レールの外側にタブを設け、車輪がタブを踏む圧力によってグリスをタンクからレール面に塗布するアラジン式塗油装置、タイマーを使用して定量のマシン油をノズルから噴射する名往式給油装置、ボックス部（タンクと制御部からなる）と塗布バーと構成されてKeltrackと称される摩擦調整材を塗布する装置（いずれも「非特許文献４」参照）、などの摩擦低減策が知られている。
「鉄道車両と技術 No.７１」（有）レールアンドテック出版、２００２年１月２０日発行、「車両運動制御のための車輪・レール間の摩擦制御の実用化（その１・コンセプトと効果）」の項目、２頁−６頁「鉄道車両と技術 No.７２」（有）レールアンドテック出版、２００２年４月２０日発行、「車両運動制御のための車輪・レール間の摩擦制御の実用化（その２・コンセプトと効果）」の項目、３０頁−３４頁「鉄道車両と技術 No.７５」（有）レールアンドテック出版、２００２年７月２０日発行、「車両運動制御のための車輪・レール間の摩擦制御の実用化（その３・コンセプトと効果）」の項目、３２頁−３７頁「鉄道車両と技術 No.７９」（有）レールアンドテック出版、２００２年１１月２０日発行、「摩擦調整材によりきしり音対策」の項目、３２頁−４０頁

ところで、上記非特許文献１〜４に示される車輪とレールとの摩擦を低減させる手段は、いずれも装置が大掛かり、制御が複雑などの問題がある。また、上述した摩擦調整材として使用される油、グリスなどの潤滑材は、土壌を汚染する恐れがあり、最良の摩擦調整材とは言えない。

本発明は、従来の有していた問題を解決しようとするものであって、土壌を汚染することなくかつ簡易な構成で、車輪とレールとの摩擦を効果的に低減させることができる軌道摩擦低減装置の提供を目的とする。

そして、上記目的を達成するために本発明の課題解決手段では、カーブ区間に位置するレールの内側かつ近接に配置されて脱輪を防止するアングル材を有する脱線防止ガードと、この脱線防止ガードに設けられる散水手段とからなる軌道摩擦低減装置であって、前記散水手段を、前記脱線防止ガードの内方側にて該脱線防止ガードに沿って固定された給水パイプと、この給水パイプにその長さ方向に間隔をおいて配置されかつ前記アングル材の垂直支持部を貫通するよう配置されて近傍のレールに向けて散水する噴射ノズルと、から構成する。

また、本発明の課題解決手段では、前記噴射ノズルを、その本体側を前記脱線防止ガード内に格納するとともに、その先端の噴射口を近傍に位置するレールの上部軌道面より下方に位置させて、当該レールの上部軌道面に向けて散水させる。

また、本発明の課題解決手段では、前記給水パイプを前記脱線防止ガードに対して絶縁状態に配置する。

上記のように構成された軌道摩擦低減装置によれば、脱線防止ガードの内方側にて該脱線防止ガードに沿って固定された給水パイプと、この給水パイプに間隔をおいてかつ脱線防止ガードのアングル材の垂直支持部を貫通するよう配置された噴射ノズルとからなる散水手段を設けたので、この散水手段の噴射ノズルから噴射された水が、カーブ区間のレールに散水され、これによってカーブ区間の車輪とレールとの摩擦を低減させ、きしり音発生、著大横圧、フランジ磨耗、レールの磨耗等を防止することができる。そして、本発明の軌道摩擦低減装置では、脱線防止ガードに沿って固定された給水パイプと、この給水パイプに間隔をおいて設けられた噴射ノズルという簡易な構成によって、カーブ区間の車輪とレールとの摩擦を低減させることができ、従来の摩擦低減装置と比較して大幅な構造の簡素化を実現することができる。また、水により車輪とレールとの摩擦を低減させることから、従来の摩擦低減装置のように摩擦調整材によって土壌を汚染する恐れもない。

また、上記軌道摩擦低減装置によれば、噴射ノズルを、その本体側を前記脱線防止ガード内に格納するとともに、その先端の噴射口を、近傍に位置するレールの上部軌道面より下方に位置させるようにし、そのレールの上部軌道面に向けて噴射ノズルから散水を行うようにしたので、噴射ノズルから噴射された水を、弧を描く放射線状となるようにレール上に散水させることができ、１つの噴射ノズルから広範囲に効率良く散水することが可能となる。

また、上記軌道摩擦低減装置によれば、脱線防止ガードに対して絶縁状態に給水パイプを配置するようにしたので、この給水パイプを通じて線路が導通された状態となることがなく、これにより、列車の存在によりレールが導通された状態となりかつこの導通を検出することで線路上の列車位置を確認する軌道回路に対して、悪影響を与えることが防止される。すなわち、上記構成の散水手段を配置したとしても、列車位置を検出する軌道回路を正常に機能させることができるという効果が得られる。

以下に本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明の軌道摩擦低減装置１００が設置されるレールＲのカーブ区間であって、このレールＲの内軌Ｒ１には脱輪を防止する脱線防止ガード１が設けられている。

この脱線防止ガード１は、図２及び図３に示すようにレールＲの内軌Ｒ１の近傍にレールＲに沿うように設けられたＬ字状のアングル材２と、このアングル材２をレールＲに固定する取付け部材３とから構成されるものである。アングル材２は水平部２Ａと垂直支持部２Ｂとからなり、垂直支持部２Ｂが取付け部材３によってレールＲの基部Ｒａに締結固定されている。取付け部材３は、レールＲに対してその長さ方向に所定の間隔をおいて配置されており、ボルト・ナットからなる締結手段４によって、レールＲの各所にアングル材２を締結固定する。なお、図２において符号５で示されるものは、レールRを枕木Mに対して固定するためのレール締結金具である。

この脱線防止ガード１には、図２に示されるように、レールＲの内軌Ｒ１に対して散水するための散水手段６が設けられている。この散水手段６は、図３に示すように脱線防止ガード１の内方側にて該脱線防止ガード１の長さ方向に沿って固定された給水パイプ７と、この給水パイプ７にその長さ方向に間隔をおいて設けられた噴射ノズル８と、から構成される。給水パイプ７は例えば塩化ビニル等のプラスチックパイプからなるものであって、固定手段（図示略）によって脱線防止ガード１のＬ字状アングル材２の角部内側に固定される。また、アングル材２の垂直支持部２Ｂには貫通孔２ｂが形成されており、噴射ノズル８は、この貫通孔２ｂを経由するノズルパイプ９を通じて、給水パイプ７内の水を近傍のレールＲの内軌Ｒ１に向けて散水する。また、この噴射ノズル８は、その本体側を前記脱線防止ガード１内に格納するとともに、近傍に位置するレールＲの上部軌道面（符号Ｒｂで示す）より下方に、その先端の噴射口８Aを位置させ、給水パイプ７の水が、レールＲの上部軌道面Ｒｂに向けて弧を描く放射線状となるように調整されている。

なお、上記の散水手段６では、塩化ビニル等のプラスチックパイプからなる給水パイプ７を使用したが、これは、この給水パイプ７を通じてレールＲが常時、導通状態となることを防止するためである。すなわち、レールRの内軌R１と外軌R２とは互いに絶縁され、かつレールRも区間毎に絶縁された状態にあり、列車がその区間に存在するときのみその列車によってレールＲが導通された状態となる。そして、この導通を軌道回路によって検出することで線路上の列車位置を確認するようにしているので、上記のような給水パイプ７を使用したとしても、軌道回路に対して影響を与えることが無く、かつ列車位置を検出する軌道回路を正常に機能させることができる。また、この実施の形態では、プラスチックパイプからなる給水パイプ７を使用したが、これに限定されず、金属製の給水パイプ７を使用した場合には、図４に符号１０で示すように、脱線防止ガード１のアングル材２にプラスチック等の絶縁体により形成された固定手段を設け、この固定手段１０に金属製の給水パイプ７を支持させることによって、レールRを非導通な状態としても良い。
また、前記給水パイプ７に図示せぬ電磁弁を付設し、車両の走行位置を検知するセンサからの信号によってこの電磁弁を開閉し、車両が所定距離以内に近づきそれらが通過するときのみ、散水手段６による給水を行うようにしても良い。

上記のように構成された軌道摩擦低減装置１００によれば、脱線防止ガード１の内方側にて該脱線防止ガード１に沿って固定された給水パイプ７と、この給水パイプ７に間隔をおいてかつ脱線防止ガード１のアングル材２の垂直支持部２Bを貫通するよう配置された噴射ノズル８とからなる散水手段６を設けたので、この散水手段６の噴射ノズル８から噴射された水が、カーブ区間のレールＲの内軌Ｒ１に散水され、これによってカーブ区間の車輪とレールＲの内軌Ｒ１との間に液体を介在させることにより両者の摩擦を低減させ、きしり音発生、著大横圧、フランジ磨耗、レールＲの磨耗等を防止することができる。そして、この軌道摩擦低減装置１００では、脱線防止ガード１に沿って固定された給水パイプ７と、この給水パイプ７に間隔をおいて設けられた噴射ノズル８という簡易な構成によって、カーブ区間の車輪とレールＲの内軌Ｒ１との摩擦を低減させることができ、従来の摩擦低減装置と比較して大幅な構造の簡素化を実現することができる。また、水により車輪とレールＲとの摩擦を低減させるものであるので、従来の摩擦低減装置のように摩擦調整材によって土壌を汚染する恐れもない。

また、上記の軌道摩擦低減装置１００では、噴射ノズル８の噴射口を、近傍に位置するレールＲの上部軌道面Ｒｂより下方に位置させるようにし、そのレールＲの上部軌道面Ｒｂに向けて噴射ノズル８から散水を行うようにしたので、噴射ノズル８から噴射された水を、弧を描く放射線状となるようにレールＲ上に散水させることができ、１つの噴射ノズル８から広範囲に効率良く散水することが可能となる。

また、上記の軌道摩擦低減装置１００では、脱線防止ガード１に対して絶縁状態に給水パイプ７を配置するようにしたので、この給水パイプ７を通じて線路が導通された状態となることがなく、これにより、列車の存在により導通された状態となりかつこの導通を検出することで線路上の列車位置を確認する軌道回路に対して、影響を与えず、列車位置を検出する軌道回路を正常に機能させることができるという効果が奏される。

なお、上記の軌道摩擦低減装置１００では、レールＲの内軌Ｒ１の内側に設けた脱線防止ガード１に散水手段６を設置したが、レールＲ１の外軌Ｒ２に内側に設けた脱線防止ガードに散水手段６を設置しても良く、路線の状況に応じて適宜選択される。

レールＲの内軌Ｒ１に配置された脱線防止ガード１と給水パイプ７との位置関係を示す図。脱線防止ガード１に取り付けられた散水手段６を示す斜視図。散水手段６の具体的構成を示す断面図。散水手段６の他の実施形態を示す断面図。

符号の説明

Ｒレール
Ｒ１内軌
Ｒ２外軌
１脱線防止ガード
２アングル材
６散水手段
７給水パイプ
８噴射ノズル
１００軌道摩擦低減装置

Claims

カーブ区間に位置するレールの内側かつ近接に配置されて脱輪を防止するアングル材を有する脱線防止ガードと、この脱線防止ガードに設けられる散水手段とからなる軌道摩擦低減装置であって、
前記散水手段は、前記脱線防止ガードの内方側にて該脱線防止ガードに沿って固定された給水パイプと、この給水パイプにその長さ方向に間隔をおいて配置されかつ前記アングル材の垂直支持部を貫通するよう配置されて近傍のレールに向けて散水する噴射ノズルと、から構成されることを特徴とする軌道摩擦低減装置。
前記噴射ノズルは、本体側が前記脱線防止ガード内に格納されるとともに、その先端の噴射口が、近傍に位置するレールの上部軌道面より下方に位置し、当該レールの上部軌道面に向けて散水することを特徴とする請求項１に記載の軌道摩擦低減装置。
前記給水パイプは、前記脱線防止ガードに対して絶縁状態に配置されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の軌道摩擦低減装置。