JP5040354B2 - 鉄道車両の脱線検知装置及び鉄道車両用台車 - Google Patents

Description

本発明は、軌道上を走行する鉄道車両の脱線を検知する装置と、この脱線検知装置を備えた鉄道車両用台車に関するものである。

特許文献１には、車体に加わる加速度を検出し、この検出信号に基づいて、車両に異常振動が発生したか否かを判定する装置が開示されている。そして、この装置を用いて、軌道上を走行する鉄道車両の脱線を検知することが可能である。
特開２００４−１７５１５６号公報

また、軸箱の下部に転覆防止用のガイドストッパを取り付け、車両が脱線した場合にガイドストッパが軌道に接触し、軌道から車両が車幅方向に一定距離以上変位しないように拘束しつつ車両の走行を許容する装置が、特許文献２に開示されている。
特許第３３９３０３２号公報

さらに、軌道との間の距離をギャップセンサーによって電気的に計測し、この計測した距離信号を処理して得られるギャップ値を車輪間で比較することで脱線を検知する装置が、特許文献３に開示されている。
特許第３０９５５８８号公報

しかしながら、特許文献１で開示された装置を使用した脱線検知は、車体の加速度をフィルタ処理・積分処理して台車で発生した脱線を検知するため、各車両にあわせたフィルタ設定や積分誤差などの信号処理が難しく、確実に脱線を検知することが困難である。

また、特許文献２で開示された装置は、車両の転覆を防止することは可能であるが、車両の脱線を運転者や車掌に連絡する手段がない。従って、例えば鉄道車両の編成車両のうちの中間車両が脱線した場合、運転者や車掌は脱線したことに気づかずに運転をつづける場合がある。その場合、その後の停止処置等が遅れることが考えられる。

さらに、特許文献３で開示された装置は、鉄道車両のような台車に適用するには、幅方向の車両限界を逸脱してしまう等、その構成が難しい。また、軌道表面が濡れている、あるいは付着物がある等、軌道の表面状態の影響を敏感に受けるので、センサー感度等の調整が大変難しいという問題もある。

解決しようとする問題点は、従来の脱線検知装置では、信号処理が困難で、確実に脱線を検知することが難しいという点である。また、運転者や車掌が脱線したことに気づかないという点である。さらに、鉄道車両用台車に適用するには構成が難しく、また軌道の表面状態の影響を敏感に受け、センサー感度などの調整が大変難しいという点である。

本発明の鉄道車両の脱線検知装置は、
車両が脱線したことを確実に検知することを可能にするため、
軌道上を走行中は軌道と非接触状態を保ち、脱線時のみ軌道と接触する非常時当接部材を備えると共に、この非常時当接部材に、脱線時、非常時当接部材が軌道と接触したことを検知するための衝撃センサーを設置し、
前記非常時当接部材は、
軸箱の下部に設けられ、
脱線時に軌道と接触した際、車両が軌道から所定の距離以上変位しないように拘束すべく、軌道に向かって傾斜する斜面を軌道側内面に有する凹部を形成したものであることを主要な特徴としている。

前記本発明の脱線検知装置は、難しい信号処理を行わなくても脱線検知が確実に行えるのと共に、構成もコンパクトで台車に設置しても幅方向の車両限界を逸脱することがないので、台車への適用が容易に行える。これが本発明の鉄道車両用台車である。

本発明は、車両が脱線した場合に、非常時当接部材が軌道に接触したことを、非常時当接部材に設置した検知手段により検知するので、難しい信号処理を行うことなく、脱線の検知を確実に行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態例を、添付図面を用いて説明する。
図１は本発明の脱線検知装置を設置した本発明の鉄道車両用台車の一例を示す概略説明図、図２及び図３は本発明の脱線検知装置に採用する電気的スイッチの一例を説明する図、図４は非常時当接部材の他の例を示す図である。

図１において、１は鉄道車両用台車であり、例えば輪軸２を回転自在に支持する軸箱３上に軸ばね４を載置し、この軸ばね４によって台車枠５を支持する構成となされている。
本発明の鉄道車両用台車は、このような構成の台車１に、非常時当接部材１２と、この非常時当接部材１２に設置する検知手段、例えば衝撃センサー１３とで構成した本発明の脱線検知装置１１を設置したものである。

このうち非常時当接部材１２は、例えば正面視逆Ｌ字状のものを、鉄道車両が軌道上を走行中は軌道Ｒと接触せずに非接触状態を保ち、脱線時のみ軌道Ｒと接触するように、台車１から下方に突出させて取付ける。

具体的には、前記非常時当接部材１２は、例えば車輪２ａの中央部付近に位置し、車輪２ａから車軸２ｂ方向に適度に離れた位置に位置して、輪軸２の両端部を支持する軸箱３の下部に対向するように取付ける。

このような位置に非常時当接部材１２を取付けた本発明では、脱線時には、脱線した瞬間に軌道Ｒがこの非常時当接部材１２と接触し、非常時当接部材１２に衝撃が発生する。従って、例えば非常時当接部材１２の軌道Ｒとの接触面の反対側に衝撃センサー１３を設置しておけば、この衝撃は衝撃センサー１３によって確実に検出できる。

この衝撃センサー１３で脱線を検知した場合、その検知信号を例えば運転台に表示すれば、運転手はその脱線信号を見て車両を停止することができる。また、脱線を検知した信号に基づき、直接車両の停止信号が入るようにしてもよい。

この本発明の脱線検知に際して使用する検知手段は、軌道Ｒと非常時当接部材１２が接触したことを検知できさえすればよいので、図１に示したような衝撃センサー１３に限るものではない。

例えば図２に示すように、突出する方向にばねで付勢されたローラ１４ａを備えた電気的スイッチ１４を、非常時当接部材１２の軌道Ｒとの接触面側に取付けたものでもよい。この場合、脱線時には、軌道Ｒがこのローラ１４ａに当たってばねの付勢力に抗してローラ１４ａを押し下げることでスイッチが入り、脱線を検知する。

また、図２に示した電気的スイッチ１４に代えて、例えば図３に示すような、一方端部を支点とするレバー１４ｂの他方端部に回転が自在なローラ１４ｃを取付けたものでもよい。この場合、脱線時には、軌道Ｒがこのローラ１４ｃに当たってローラ１４ｃを押し下げることで、レバー１４ｂを介してプランジャ１４ｄが押されてスイッチが入り、脱線を検知する。

このような電気的スイッチ１４の場合、常時は閉回路となるように設定しておけば、軌道Ｒがローラ１４ａ又は１４ｃに当たった時の衝撃で、電気的スイッチ１４が非常時当接部材１２から外れてしまっても、脱線を検知できる。

さらに、絶縁状態で取付けた非常時当接部材１２上に、非常時当接部材１２が軌道Ｒと接触してグランド電位となった時に働くヒューズ機構を設けておいた場合も、脱線時に軌道Ｒが非常時当接部材１２に接触すれば、脱線を検知できる。

本発明は上記の例に限らず、本発明の各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば非常時当接部材１２の取付け位置は、軌道上を走行中は軌道Ｒと非接触状態を保ち、脱線時のみ軌道Ｒと接触する位置であれば、軸箱３の下部に限らない。

また、電気的スイッチ１４は、脱線時にスイッチが入って脱線を検知できるものであれば、図２や図３で説明した構成のものに限らない。

さらに、非常時当接部材１２として、例えば図４に示すように、軌道Ｒに向かって傾斜する斜面１２ａを軌道側内面に有する凹部１２ｂを形成したものでもよい。このような凹部１２ｂを形成した非常時当接部材１２の場合、脱線時に軌道Ｒと接触した際、車両が軌道Ｒから所定の距離以上変位しないように拘束するストッパ機能を有することになる。

以上の本発明は、鉄道車両の脱線検知に限らず、軌道上を走行するクレーン等の脱線検知にも適用できる。

本発明の脱線検知装置を設置した本発明の鉄道車両用台車の一例を示す概略説明図で、（ａ）は通常走行時、（ｂ）は脱線時の状態を示す図である。 本発明の脱線検知装置に採用する電気的スイッチの一例を説明する図で、（ａ）は通常走行時、（ｂ）は脱線時の状態を示す図である。 本発明の脱線検知装置に採用する電気的スイッチの他の例を説明する図である。 本発明の脱線検知装置を構成する非常時当接部材の他の例を示す図である。

符号の説明

１ 台車
２ 輪軸
３ 軸箱
１１ 脱線検知装置
１２ 非常時当接部材
１２ａ 斜面
１２ｂ 凹部
１３ 衝撃センサー
１４ 電気的スイッチ
Ｒ 軌道

Claims (2)

1. 軌道上を走行中は軌道と非接触状態を保ち、脱線時のみ軌道と接触する非常時当接部材を備えると共に、この非常時当接部材に、脱線時、非常時当接部材が軌道と接触したことを検知するための衝撃センサーを設置し、
   前記非常時当接部材は、
   軸箱の下部に設けられ、
   脱線時に軌道と接触した際、車両が軌道から所定の距離以上変位しないように拘束すべく、軌道に向かって傾斜する斜面を軌道側内面に有する凹部を形成したものであることを特徴とする鉄道車両の脱線検知装置。
2. 請求項１に記載の脱線検知装置を備えたことを特徴とする鉄道車両用台車。

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