JP5686111B2

JP5686111B2 - 鉄道車両の脱線実験装置

Info

Publication number: JP5686111B2
Application number: JP2012069187A
Authority: JP
Inventors: 與志佐藤; 和義田中
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: JP2013200236A

Description

本発明は、鉄道車両の脱線時の振動や現象を容易に再現することができる脱線実験装置に関するものである。

鉄道車両の車輪フランジがレールの頭頂面に乗り上がって脱線することを防止するため、種々の脱線防止装置が提案されている（例えば特許文献１）。

ところで、このような脱線防止装置が有効に作用するかどうかを確認するために、従来は、非特許文献１や非特許文献２に記載された方法が採用されていた。

すなわち、非特許文献１に記載された方法は、レールを途中で切断し、この切断箇所で走行してくる鉄道車両の先頭車輪から順番に脱線させて脱線現象を再現するものである。

また、非特許文献２に記載された方法は、車両の輪重を極端に減少させた状態で小曲線を通過させることで、車両の先頭車輪のフランジがレールの頭頂面に乗り上がるようにして脱線させて脱線現象を再現するものである。

すなわち、鉄道車両の脱線を再現実験して、それを防止する装置が有効に作用するかどうかを実験する場合、従来は、走行車両の先頭車輪以外の任意の車輪のみ、又は極端な輪重減少等の異常がない任意の車輪で再現することは不可能であった。

そのため、脱線防止が有効に作用するかどうかの実験において、走行性能が正常な任意の車輪で脱線した場合の挙動を把握する実験を行うことができないという制約があった。

特開２０１１‐７９５０６号公報

ROLLING STOCK&MACHINERY、VOL.10 NO.6、p11〜13 鉄道総研報告、Vol.18 No.8、p5〜10

本発明が解決しようとする問題点は、脱線防止が有効に作用するかどうかの実験において、従来は、走行性能が正常な任意の車輪で脱線した場合の挙動を把握する実験を行うことができないという点である。

本発明の鉄道車両の脱線実験装置は、走行性能が正常な任意の車輪で脱線した場合の挙動をも把握する実験を行うことができるようにするために、以下のような構成を採用している。

すなわち、第１の本発明の鉄道車両の脱線実験装置は、
一端側を支点として他端側が起伏揺動自在なように、対をなす左右のレール間に、レールに沿って配置された上下可動スロープと、
この上下可動スロープの他端側の下面に挿入が可能なように、上下可動スロープの他端側で前記上下可動スロープへの接離移動が自在なように配置された楔、及びこの楔の移動機構と、を備え
前記移動機構で上下可動スロープの他端側の下面に楔を挿入して上下可動スロープの他端側をレールの頭頂面より上方に持ち上げ、通過する車輪をレールから上下可動スロープに導いた後、上下可動スロープの他端側よりレール上に落として脱線時の走行振動を再現できるようにしたことを最も主要な特徴としている。

上記第１の本発明では、脱線をさせたい車輪がきたときに、移動機構を作動すれば、上下可動スロープの他端側下面に楔が挿入されて上下可動スロープの他端側をレールの頭頂面より上方に持ち上げ、脱線をさせたい車輪をレールから上下可動スロープに導いた後レール上に落下させる。従って、鉄道車両を脱線させることなく脱線で発生する走行振動を再現することができる。

また、第２の本発明の鉄道車両の脱線実験装置は、
前記上下可動スロープと前記楔及び前記移動機構に加えて、
少なくとも一方のレール側に、レール上を走行する車輪のフランジ通過位置よりもレール間の中央部側に一端側を回転自在に支持し、他端側は前記楔の前記一方のレール寄りの位置に設けた案内溝に沿って移動することで、一端側を中心とする回動が可能なように成されたアームをさらに備え、
前記移動機構で上下可動スロープの他端側の下面に楔を挿入して上下可動スロープの他端側をレールの頭頂面より上方に持ち上げた時に、楔に設けた案内溝に案内されてアームの他端側が一端側を中心として回動し、他端側の先端がレールの頭頂面の中央より外側に出るようにして、通過する車輪フランジをレールより押出して脱線させるようにしたことを最も主要な特徴としている。

上記第２の本発明では、脱線をさせたい車輪がきたときに、移動機構を作動すれば、上下可動スロープの他端側下面に楔が挿入されて上下可動スロープの他端側をレールの頭頂面より上方に持ち上げるのと共に、楔に設けた案内溝に沿ってアームの他端側が一端側を中心として回動して他端側の先端がレールの頭頂面の中央より外側に出る。従って、脱線をさせたい車輪はレールから上下可動スロープに導かれた後、アームに案内されてレールより押出されて脱線する。

第１の本発明では、鉄道車両の脱線現象を再現して、脱線防止が有効に作用するかどうかを確認する場合に、鉄道車両を脱線させることなく、脱線による振動を再現することができる。従って、実際に脱線させる実験と比較して、脱線後の復旧作業が不要となって、脱線による走行振動の再現実験が容易に実施できるようになる。

また、第２の本発明では、鉄道車両の脱線現象を再現して、脱線防止が有効に作用するかどうかを確認する場合に、走行列車の任意の車輪を脱線させる一方、それ以降の車輪は正常走行を継続させることが可能になる。すなわち、正常走行状態の突然の脱線現象を再現できるので、従来の極端な輪重減少をさせた車両や、先頭車両の先頭車輪からしか脱線することができなかった実験と比較して、より多くの組合せの実験が容易に行えるようになる。

第１の本発明の鉄道車両の脱線実験装置を示した図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は（ａ）図の左側面図、（ｃ）は（ａ）図の右側面図である。図１（ａ）を側面から見た図で、（ａ）は設置状態の図、（ｂ）は作動状態の図である。第２の本発明の鉄道車両の脱線実験装置を示した図１と同様の図である。図３（ａ）を側面から見た図で、（ａ）は設置状態の図、（ｂ）は作動状態の図、（ｃ）は（ｂ）図を平面から見た図である。

本発明は、走行性能が正常な任意の車輪が脱線した場合の挙動をも把握する実験を行えるようにするという目的を、上下可動スロープの他端側の下面に楔を挿入して上下可動スロープの他端側をレールの頭頂面より上方に持ち上げることで実現した。

以下、本発明を実施するための実施例を、添付図面を用いて説明する。
（第１の本発明：図１，２参照）

１は対をなす左右のレールｒ１，ｒ２の間に、レールｒ１，ｒ２に沿って設置される上下可動スロープである。この上下可動スロープ１は、一端側１ａを支点として他端側１ｂが起伏揺動自在なように取り付けられ、その際、設置状態ではその上面がレールｒ１，ｒ２の頭頂面と略同じ高さ位置となるようになされている（図２（ａ）参照）。

なお、図１，２の例では、上下可動スロープ１の両側の車輪フランジが通過する部分の内側にガイドレール１ｃを設置して車輪フランジを案内するものを示している。

２は上下可動スロープ１の他端側１ｂに配置された楔であり、移動機構例えば空圧シリンダ３のロッド３ａの出退動によって上下可動スロープ１の他端側１ｂに向けて接離移動する。

そして、空圧シリンダ３のロッド３ａを突出させて上下可動スロープ１の他端側１ｂの下面に楔２を挿入する。その際、ロッド３ａの突出限位置では、上下可動スロープ１の他端側１ｂが、レールｒ１，ｒ２の頭頂面より、例えばレールｒ１，ｒ２の高さｈ分だけ上方に持ち上がるようにする（図２（ｂ）参照）。

この上下可動スロープ１の他端側１ｂをレールｒ１，ｒ２の頭頂面より上方に持ち上げた状態では、上下可動スロープ１の他端は、この上下可動スロープ１上を走行してきた車輪Ｗが他端に接触せず、略鉛直にレールｒ１，ｒ２上に落下するような形状と成されている。

上記構成の第１の脱線実験装置では、脱線による走行振動を再現させたい車輪Ｗが通過する直前に空圧シリンダ３のロッド３ａを突出させて上下可動スロープ１の他端側１ｂの下面に楔２を挿入し、上下可動スロープ１の他端側１ｂをレールｒ１，ｒ２の頭頂面より上方に持ち上げる。

この状態では、通過する車輪Ｗは、レールｒ１，ｒ２から上下可動スロープ１上に導かれた後、上下可動スロープ１の他端側１ｂよりレールｒ１，ｒ２上に落下し、車輪Ｗはレールｒ１，ｒ２から脱輪していないのに、車輪Ｗがレールｒ１，ｒ２から落下する走行振動を再現することができる。

この第１の脱線実験装置による再現実験では、車輪Ｗはレールｒ１，ｒ２から脱線するわけではないので、実験後は、空圧シリンダ３のロッド３ａを退入させて上下可動スロープ１を元の設置状態に戻せば、鉄道車両は元の走行状態が保たれることになる。

つまり、第１の脱線実験装置による再現実験では、脱線後の復旧に多大な工数を要することなく、容易に脱線時の走行振動を再現することが可能になる。

（第２の本発明：図３，４参照）
第２の本発明は、前記第１の本発明の上下可動スロープ１と楔２及び空圧シリンダ３に加えて、例えば一方のレールｒ２側にアーム４を備えたものである。

このアーム４は、回動中心となる一端側４ａをレールｒ１，ｒ２上を走行する車輪Ｗのフランジ通過位置よりもレールｒ１，ｒ２間の中央部側に支持し、他端側４ｂは前記楔２の前記一方のレールｒ２寄りの位置に設けた案内溝２ａに沿って移動することで、一端側４ａを中心とする回動が可能なように成されている。

上記第２の本発明では、脱線をさせたい車輪Ｗが通過する直前に空圧シリンダ３のロッド３ａを突出させて上下可動スロープ１の他端側１ｂの下面に楔２を挿入し、上下可動スロープ１の他端側１ｂをレールｒ１，ｒ２の頭頂面より上方に持ち上げる。

その際、上下可動スロープ１の他端側１ｂの持ち上げと同時に、楔２に設けた案内溝２ａに案内されてアーム４の他端側４ｂが一端側４ａを中心として回動して他端側４ｂの先端がレールｒ２の頭頂面の中央より外側に出る。

従って、脱線をさせたい車輪Ｗはレールｒ２から上下可動スロープ１に導かれた後、アーム４に案内されてレールｒ２より押出されて脱線する（図４（ｃ）参照）。

脱線をさせたい車輪Ｗが脱線した後は、空圧シリンダ３のロッド３ａを退入させて上下可動スロープ１を元の設置状態に戻すことで、それ以降に通過する車輪は脱線することなく、正常走行することができる。この結果、走行列車の任意の車輪のみの脱線を再現することが可能になる。

なお、第２の本発明では、上下可動スロープ１の他端側１ｂのレールｒ１，ｒ２の頭頂面より上方への持ち上げ高さは、車輪を脱線できるものであればレールｒ１，ｒ２の高さまで持ち上げなくてもよい。

本発明は上記した例に限らないことは勿論であり、請求項に記載の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。

例えば上記の第２の本発明例では、一方のレールｒ２側にのみアーム４を設けたものを示したが、両方のレールｒ１，ｒ２側にアーム４を設けても良い。

また、上記の例では、楔２の移動機構として空圧シリンダ３を採用したものを示したが、応答性の良い移動機構であれば、空圧シリンダ３に限るものではない。

１上下可動スロープ
１ａ一端側
１ｂ他端側
２楔
２ａ案内溝
３空圧シリンダ
４アーム
４ａ一端側
４ｂ他端側
ｒ１，ｒ２レール
ｈレールの高さ
Ｗ車輪

Claims

鉄道車両の脱線現象を再現する脱線実験装置であって、
一端側を支点として他端側が起伏揺動自在なように、対をなす左右のレール間に、レールに沿って配置された上下可動スロープと、
この上下可動スロープの他端側の下面に挿入が可能なように、上下可動スロープの他端側で前記上下可動スロープへの接離移動が自在なように配置された楔、及びこの楔の移動機構と、を備え
前記移動機構で上下可動スロープの他端側の下面に楔を挿入して上下可動スロープの他端側をレールの頭頂面より上方に持ち上げ、通過する車輪をレールから上下可動スロープに導いた後、上下可動スロープの他端側よりレール上に落として脱線時の走行振動を再現できるようにしたことを特徴とする鉄道車両の脱線実験装置。
前記上下可動スロープの他端側のレール頭頂面より上方への持ち上げ高さは、レールの高さであることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の脱線実験装置。
請求項１又は２に記載の鉄道車両の脱線実験装置において、
前記上下可動スロープと前記楔及び前記移動機構に加えて、
少なくとも一方のレール側に、レール上を走行する車輪のフランジ通過位置よりもレール間の中央部側に一端側を回転自在に支持し、他端側は前記楔の前記一方のレール寄りの位置に設けた案内溝に沿って移動することで、一端側を中心とする回動が可能なように成されたアームをさらに備え、
前記移動機構で上下可動スロープの他端側の下面に楔を挿入して上下可動スロープの他端側をレールの頭頂面より上方に持ち上げた時に、楔に設けた案内溝に案内されてアームの他端側が一端側を中心として回動し、他端側の先端がレールの頭頂面の中央より外側に出るようにして、通過する車輪フランジをレールより押出して脱線させるようにしたことを特徴とする鉄道車両の脱線実験装置。