JP5389581B2 - レール頭頂面及び車輪踏面の圧縮空気による清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は、レール頭頂面及び車輪踏面の圧縮空気による清掃装置に関するものである。

従来、レール頭頂面及び車輪踏面の圧縮空気による清掃方法としては、鉄道車両の加速時にレールや車輪近傍に圧縮空気を吹き付けることによって、水滴等を飛散させ空転を防止する増粘着装置（下記特許文献１，２参照）が提案されている。

特開２００１−３３４９３６号公報 特開平９−３２３６４６号公報

しかしながら、従来の方法は、力行といった加速時における圧縮空気の吹き付けにより、車輪の空転を防止しつつ駆動力制御を不要とさせるような方法であり、ブレーキなどの減速時における適用を除外しているという問題点があった。
本発明は、上記状況に鑑みて、高速走行中の鉄道車両において、その減速時にレールの頭頂面及び車輪踏面に圧縮空気を噴射することで、レール頭頂面及び車輪踏面の清掃を効率よく行うことができる、レール頭頂面及び車輪踏面の圧縮空気による清掃装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕レール頭頂面及び車輪踏面の圧縮空気による清掃装置において、鉄道車両の床下（２Ａ）に配置される圧力容器（１１）と、この圧力容器（１１）に接続される圧縮空気の流量・圧力の調整弁（１２）と、この調整弁（１２）に接続される電磁弁（１３）と、この電磁弁（１３）に接続される第１の空気配管（１４，２３，３３）と、この第１の空気配管（１４，２３，３３）に接続され、排障器（５）の下部であって、取付部材（２２，３２）の下部に形成される開口部（２２Ａ，３２Ａ）内に配置されるレール頭頂面用ノズル（１５，２４，３４）と、前記電磁弁（１３）に接続される第２の空気配管（１６）と、この第２の空気配管（１６）に接続され、前記鉄道車両の床下（２Ａ）又は台車枠（４）に配置される車輪踏面用ノズル（１７）とを備え、鉄道車両の減速時において、前記レール頭頂面用ノズル（１５，２４，３４）及び前記車輪踏面用ノズル（１７）からの圧縮空気の噴射により、レール頭頂面（１Ａ）及び車輪踏面（３Ａ）の清掃を行うことを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）高速走行中の鉄道車両において、その減速時にレールの頭頂面及び車輪踏面に圧縮空気を噴射することで、レール頭頂面及び車輪踏面の清掃を効率よく行うことができる。
（２）水膜や塵埃、落ち葉あるいは油脂及び氷雪の清掃が可能な排除力の圧縮空気を噴射することで、レール頭頂面及び車輪踏面の粘着性能や踏面制輪子の摩擦特性及び軌道短絡感度が向上する。また、道床バラストを飛散することなくこれらの効果を得ることができる。
（３）一般的な直管ノズルや先細ノズルに比べて空気消費量の少ないエアーノズルを使用するので、圧縮空気の噴射に伴う騒音及び車載圧力容器の大型化の問題を解決することができ、車両への実装が安価で容易になるとともに、車両の走行性能が向上する。
（４）車輪の空転や滑走を防止することができるため車輪速度を検出する輪軸の構成が簡素化されるので、列車の自動運転時における位置検出等の制御性の問題が解決され、停止位置の精度を向上させることができる。

本発明の実施例を示すレール頭頂面及び車輪踏面の圧縮空気による清掃システムの模式図である。 本発明の第１実施例を示す排障器一体型レール頭頂面用ノズルの構成図である。 本発明の第２実施例を示す排障器一体型レール頭頂面用ノズルの構成図である。 毎分３リットルの散水を行った固定レールに圧縮空気を噴射した例を示す図である。 毎分３リットルの散水を行った回転軌条輪（環状レール）に圧縮空気を噴射した例を示す図である。

本発明のレール頭頂面及び車輪踏面の圧縮空気による清掃装置において、鉄道車両の床下（２Ａ）に配置される圧力容器（１１）と、この圧力容器（１１）に接続される圧縮空気の流量・圧力の調整弁（１２）と、この調整弁（１２）に接続される電磁弁（１３）と、この電磁弁（１３）に接続される第１の空気配管（１４，２３，３３）と、この第１の空気配管（１４，２３，３３）に接続され、排障器（５）の下部であって、取付部材（２２，３２）の下部に形成される開口部（２２Ａ，３２Ａ）内に配置されるレール頭頂面用ノズル（１５，２４，３４）と、前記電磁弁（１３）に接続される第２の空気配管（１６）と、この第２の空気配管（１６）に接続され、前記鉄道車両の床下（２Ａ）又は台車枠（４）に配置される車輪踏面用ノズル（１７）とを備え、鉄道車両の減速時において、前記レール頭頂面用ノズル（１５，２４，３４）及び前記車輪踏面用ノズル（１７）からの圧縮空気の噴射により、レール頭頂面（１Ａ）及び車輪踏面（３Ａ）の清掃を行う。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示すレール頭頂面及び車輪踏面の圧縮空気による清掃システムの模式図である。
この図において、１はレール、１Ａはレールの頭頂面、２は鉄道車両、２Ａは鉄道車両の床下、３は車輪、３Ａは車輪踏面、４は台車枠、５は排障器、１１は圧力容器、１２は圧力容器１１に接続される圧縮空気の流量・圧力の調整弁、１３は電磁弁（時素）であり、トリガ信号としてはブレーキ指令、雨天を示すワイパースイッチの操作、空転・滑走検知などが挙げられる。１４は第１の空気配管、１５はその第１の空気配管１４の先端に位置し、レール１の頭頂面１Ａに圧縮空気を吹き付け、レール頭頂面１Ａを清掃するレール頭頂面用ノズルであり、このレール頭頂面用ノズル１５は排障器５の下端に取り付けられている。１６は第２の空気配管、１７はその第２の空気配管１６の先端に配置される車輪踏面３Ａに圧縮空気を吹き付ける車輪踏面用ノズルである。なお、この実施例では、車輪踏面用ノズル１７は鉄道車両の床下２Ａに配置されているが、台車枠４に配置するようにしてもよい。

鉄道車両の減速時（例えば、時速１００ｋｍを超える高速走行時に、減速度が３〜５ｋｍ／ｈ／ｓｅｃの場合）、ブレーキ指令や雨天時に動作するワイパースイッチの動作あるいは空転・滑走検知等のトリガ信号と連動して電磁弁１３が開く。すると、鉄道車両２の床下２Ａに搭載された圧力容器１１から調整弁１２と電磁弁１３を通して所定圧力の圧縮空気が第１の空気配管１４及び第２の空気配管１６に供給され、レール頭頂面用ノズル１５及び車輪踏面用ノズル１７から圧縮空気がそれぞれ噴射される。この時、電磁弁１３に時素機能を持たせることで、所定時間の噴射を可能とし、圧力容器１１内の圧縮空気の枯渇を防止することができる。

図２は本発明の第１実施例を示す排障器一体型レール頭頂面用ノズルの構成図であり、図２（ａ）はその正面図、図２（ｂ）はその側面図、図２（ｃ）はその下面図である。
これらの図において、２１は排障器本体、２１Ａは排障器本体２１の台車枠への取付孔、２２は排障器本体２１の下部に配置されるレール頭頂面用ノズルの取付部材、２２Ａはその取付部材２２の下部の開口部、２３は第１の空気配管、２４は第１の空気配管２３の先端に配置されるレール頭頂面用ノズルである。

このように、排障器本体２１の下部にレール頭頂面用ノズルの取付部材２２を配置し、コンパクトにレール頭頂面用ノズル２４を配置することができる。特に、レール頭頂面用ノズルの取付部材２２には下方に開口部２２Ａを形成して、その開口部２２Ａ内にレール頭頂面用ノズル２４を配置するようにしたので、排障器の本来の目的である外部からの異物を除去する機能を失うことなく、レール頭頂面用ノズル２４は外部からの衝撃による損傷を防止することができる。

図３は本発明の第２実施例を示す排障器一体型レール頭頂面用ノズルの構成図であり、図３（ａ）はその正面図、図３（ｂ）はその側面図、図３（ｃ）はその下面図である。
これらの図において、３１は排障器本体、３１Ａは排障器本体３１の台車枠への取付孔、３２は排障器本体３１の側部に配置されるレール頭頂面用ノズルの取付部材、３２Ａはその取付部材３２の下部の開口部、３３は第１の空気配管、３４は第１の空気配管３３の先端に配置されるレール頭頂面用ノズルである。

このように、排障器本体３１の側部にレール頭頂面用ノズルの取付部材３２を配置し、コンパクトにレール頭頂面用ノズル３４を配置することができる。特に、レール頭頂面用ノズルの取付部材３２には下部に開口部３２Ａを形成して、その開口部３２Ａ内にレール頭頂面用ノズル３４を配置するようにしたので、排障器の本来の目的である外部からの異物を除去する機能を失うことなく、レール頭頂面用ノズル３４は外部の衝撃による損傷を防止することができる。

そこで、毎分３リットルの散水を行った後の固定レール及び回転軌条輪（環状レール）に圧縮空気を噴射した例を図４及び図５にそれぞれ示す。
図４は、固定レール頭頂面から１００ｍｍの位置から３００ｋＰａの圧縮空気を噴射した例であり、この図から明らかなように、通常のノズルでは水膜排除力が弱く、連続した水滴塊が形成されている。これに対して、本発明のノズルでは水膜排除力が強く、水滴が細かく放射状に飛散していることが分かる。

図５は、軌条輪頭頂面から１００ｍｍの位置から３００ｋＰａの圧縮空気を噴射した例であり、この図から明らかなように、通常のノズルでは水膜排除の勢いが弱いのに対して、本発明のノズルでは水膜排除の勢いが強いことが分かる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明のレール頭頂面及び車輪踏面の圧縮空気による清掃装置は、鉄道車両の走行性能を向上させることのできるレール頭頂面及び車輪踏面の清掃ツールとして利用可能である。そのほかにも、例えば、空気圧縮機を車載した大型バスや大型トラックにおいて、高速道路を時速１００ｋｍ／ｈで走行する際にも適用が可能である。

１ レール
１Ａ レールの頭頂面
２ 鉄道車両
２Ａ 鉄道車両の床下
３ 車輪
３Ａ 車輪踏面
４ 台車枠
５ 排障器
１１ 圧力容器
１２ 圧縮空気の流量・圧力の調整弁
１３ 電磁弁（時素）
１４，２３，３３ 第１の空気配管
１５，２４，３４ レール頭頂面用ノズル
１６ 第２の空気配管
１７ 車輪踏面用ノズル
２１，３１ 排障器本体
２１Ａ，３１Ａ 排障器本体の台車枠への取付孔
２２，３２ レール頭頂面用ノズルの取付部材
２２Ａ，３２Ａ 開口部

Claims (1)

1. （ａ）鉄道車両の床下（２Ａ）に配置される圧力容器（１１）と、
   （ｂ）該圧力容器（１１）に接続される圧縮空気の流量・圧力の調整弁（１２）と、
   （ｃ）該調整弁（１２）に接続される電磁弁（１３）と、
   （ｄ）該電磁弁（１３）に接続される第１の空気配管（１４，２３，３３）と、
   （ｅ）該第１の空気配管（１４，２３，３３）に接続され、排障器（５）の下部であって、取付部材（２２，３２）の下部に形成される開口部（２２Ａ，３２Ａ）内に配置されるレール頭頂面用ノズル（１５，２４，３４）と、
   （ｆ）前記電磁弁（１３）に接続される第２の空気配管（１６）と、
   （ｇ）該第２の空気配管（１６）に接続され、前記鉄道車両の床下（２Ａ）又は台車枠（４）に配置される車輪踏面用ノズル（１７）とを備え、
   （ｈ）鉄道車両の減速時において、前記レール頭頂面用ノズル（１５，２４，３４）及び前記車輪踏面用ノズル（１７）からの圧縮空気の噴射により、レール頭頂面（１Ａ）及び車輪踏面（３Ａ）の清掃を行うことを特徴とするレール頭頂面及び車輪踏面の圧縮空気による清掃装置。