JP7110061B2 - 摩擦力向上装置 - Google Patents
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Description
鉄輪の車輪で走行する鉄道車両に搭載され、前記車輪に係る摩擦力を向上させるための摩擦力向上装置であって、
前記車輪と、走行時に前記車輪に接触する金属体との接触面に対し、酸化抑制ガスを噴射する噴射手段と、
前記鉄道車両の運転指令および/又は前記鉄道車両の走行状況に基づいて定められた前記噴射手段の噴射発動条件を満たした場合に、前記噴射手段に前記酸化抑制ガスを噴射させる制御を行う制御手段と、
を備えた摩擦力向上装置である。
前記噴射手段は、
前記接触面に対して前記車輪の回転方向の前後一方側から前記酸化抑制ガスを噴射させる一方側噴射手段と、
前記接触面に対して前記車輪の回転方向の前後他方側から前記酸化抑制ガスを噴射させる他方側噴射手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記鉄道車両の走行方向に基づいて前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段のどちらが前記回転方向の後方側の噴射手段かを判定し、少なくとも後方側の噴射手段に前記酸化抑制ガスを噴射させる制御を行う、
第1の発明の摩擦力向上装置を構成してもよい。
前記噴射発動条件には、前記回転方向の後方側の噴射手段から噴射させる第1の噴射発動条件と、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の両方から噴射させる第2の噴射発動条件とが含まれ、
前記制御手段は、前記第1の噴射発動条件および前記第2の噴射発動条件のうちの何れを満たしたかに応じて、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の何れに前記酸化抑制ガスを噴射させるかを制御する、
第2の発明の摩擦力向上装置を構成してもよい。
前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段は、噴射量を少なくとも大小2段階に変更可能であり、
前記噴射発動条件には、前記回転方向の後方側の噴射手段からの噴射量を大とし、前方側の噴射手段からの噴射量を小として噴射させる第1の噴射発動条件と、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の両方から噴射量を大として噴射させる第2の噴射発動条件とが含まれ、
前記制御手段は、前記第1の噴射発動条件および前記第2の噴射発動条件のうちの何れを満たしたかに応じて、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の噴射量を変更して前記酸化抑制ガスを噴射させる、
第2の発明の摩擦力向上装置を構成してもよい。
前記噴射発動条件は、前記運転指令が所定の大変化条件を満たしたことである、
第1~第4の何れかの発明の摩擦力向上装置を構成してもよい。
前記鉄道車両は、空転又は滑走の発生を検知する検知装置を備えており、
前記噴射発動条件は、前記検知装置による前記検知がなされたことである、
第1~第5の何れかの発明の摩擦力向上装置を構成してもよい。
前記鉄道車両は、空転又は滑走の発生を検知する検知装置を備えており、
前記第1の噴射発動条件は、前記運転指令が所定の大変化条件を満たしたことであり、
前記第2の噴射発動条件は、前記検知装置による前記検知がなされたことである、
第3又は第4の発明の摩擦力向上装置を構成してもよい。
前記金属体は、レールである、
第1~第7の何れかの発明の摩擦力向上装置を構成してもよい。
前記金属体は、ブレーキ装置の制輪子又はブレーキライニングである、
第1~第4の何れかの発明の摩擦力向上装置を構成してもよい。
前記酸化抑制ガスは、不活性ガスである、
第1~第9の何れかの発明の摩擦力向上装置を構成してもよい。
前記酸化抑制ガスは、周期表18族に属する気体のうちの何れか、又は、これらの混合ガスである、
第1~第9の何れかの発明の摩擦力向上装置を構成してもよい。
前記酸化抑制ガスは、酸素含有率が5%以下のガスである、
第1~第9の何れかの発明の摩擦力向上装置を構成してもよい。
先ず、本発明に係る摩擦力向上装置の第1実施形態について説明する。
真空中における金属表面の摩擦係数は大気中に比べて大きいという現象が知られている。すなわち、金属表面に形成されている酸化被膜は物理的な接触等の摩擦によって除去されるが、真空中であれば酸化被膜の再生成が行われないために摩擦係数が大きくなる。一方、大気中であれば、表面に露出した金属素地が瞬間的に周囲の酸素と結合して酸化被膜が生成(再生)され、それが潤滑材として作用するために真空中に比べて摩擦係数が小さい、というものである。
次に、本実施形態の摩擦力向上装置1の構成について説明する。図2は、第1実施形態における摩擦力向上装置1の機能構成例を示すブロック図である。本実施形態の摩擦力向上装置1は、レール5上を鉄輪の車輪3で走行する鉄道車両に搭載され、車輪3とレール5との接触面7の摩擦力を向上させるためのものである。摩擦力向上装置1は、車輪3毎に1組(2つ)ずつ用意された酸化抑制ガスを噴射する噴射手段としての噴射装置10(10a,10b)と、各噴射装置10a,10bによる酸化抑制ガスの噴射制御を行う制御手段としての制御装置30とを備える。この摩擦力向上装置1は、鉄道車両に搭載された再粘着制御装置50と併用することで、空転・滑走を緩和するための補助装置として用いることができる。
次に、制御装置30が行う酸化抑制ガスの噴射制御に係る処理(噴射制御処理)の流れを説明する。図4は、噴射制御処理の流れを示すフローチャートである。
第1実施形態では金属体としてレールを例示した。これに対し、ブレーキ装置として機械ブレーキを採用している鉄道車両において、車輪3と金属体である制輪子との接触面に作用する摩擦力を向上させる実施形態が本第2実施形態である。図5は、第2実施形態における摩擦力向上装置2の機能構成例を示すブロック図である。
例えば、第1の噴射発動条件および第2の噴射発動条件は、上記実施形態で例示した各条件に限定されない。図6は、変形例1において制御装置30が監視する噴射発動条件と、それを満たした場合に行う噴射制御内容とをテーブル化した図である。本変形例の噴射発動条件は、上段の鉄道車両の走行状況に係る条件が、上記実施形態と異なる。
また、第1実施形態の構成と、第2実施形態の構成とを組み合わせて摩擦力向上装置を構成してもよい。すなわち、機械ブレーキを採用する鉄道車両の場合には、車輪とレールとの接触面への酸化抑制ガスの噴射と、車輪と制輪子との接触面への酸化抑制ガスの噴射と、を両方行う構成も可能である。その場合は、車輪とレールとの接触面の近傍と、車輪と制輪子との接触面の近傍と、の両方に噴射ノズルを配置し、走行時に各接触面に対して車輪の回転方向の前方側および後方側から酸化抑制ガスを噴射できるようにする。
10(10a,10b),100(100a,100b)…噴射装置
11(11a,11b),110(110a,110b)…ガスタンク
13(13a,13b),130(130a,130b)…噴射ノズル
30…制御装置
50,500…再粘着制御装置
51,510…空転・滑走検知装置
3…車輪
5…レール
7,700…接触面
Claims (11)
- 鉄輪の車輪で走行する鉄道車両に搭載され、前記車輪に係る摩擦力を向上させるための摩擦力向上装置であって、
前記車輪と、前記車輪に接触するレールとの接触面に対し、酸化抑制ガスを噴射する噴射手段と、
前記鉄道車両の運転指令および/又は前記鉄道車両の走行状況に基づいて定められた前記噴射手段の噴射発動条件を満たした場合に、前記噴射手段に前記酸化抑制ガスを噴射させる制御を行う制御手段と、
を備え、
前記噴射手段は、
前記接触面に対して前記車輪の回転方向の前後一方側から前記酸化抑制ガスを噴射させる一方側噴射手段と、
前記接触面に対して前記車輪の回転方向の前後他方側から前記酸化抑制ガスを噴射させる他方側噴射手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段それぞれが前記回転方向の前方側および後方側の噴射手段のどちらに対応するかを前記鉄道車両の走行方向に基づいて判定し、1)当該走行方向の後方側の噴射手段のみからの噴射を制御する、或いは、2)当該走行方向の前方側の噴射手段よりも後方側の噴射手段からの方が噴射量が多くなるように前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の噴射を制御する、
摩擦力向上装置。 - 前記噴射発動条件には、前記回転方向の後方側の噴射手段から噴射させる第1の噴射発動条件と、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の両方から噴射させる第2の噴射発動条件とが含まれ、
前記制御手段は、前記第1の噴射発動条件および前記第2の噴射発動条件のうちの何れを満たしたかに応じて、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の何れに前記酸化抑制ガスを噴射させるかを制御する、
請求項1に記載の摩擦力向上装置。 - 前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段は、噴射量を少なくとも大小2段階に変更可能であり、
前記噴射発動条件には、前記回転方向の後方側の噴射手段からの噴射量を大とし、前方側の噴射手段からの噴射量を小として噴射させる第1の噴射発動条件と、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の両方から噴射量を大として噴射させる第2の噴射発動条件とが含まれ、
前記制御手段は、前記第1の噴射発動条件および前記第2の噴射発動条件のうちの何れを満たしたかに応じて、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の噴射量を変更して前記酸化抑制ガスを噴射させる、
請求項1に記載の摩擦力向上装置。 - 鉄輪の車輪で走行する鉄道車両に搭載され、前記車輪に係る摩擦力を向上させるための摩擦力向上装置であって、
前記車輪と、走行時に前記車輪に接触する金属体との接触面に対し、酸化抑制ガスを噴射する噴射手段と、
前記鉄道車両の運転指令および/又は前記鉄道車両の走行状況に基づいて定められた前記噴射手段の噴射発動条件を満たした場合に、前記噴射手段に前記酸化抑制ガスを噴射させる制御を行う制御手段と、
を備え、
前記噴射手段は、
前記接触面に対して前記車輪の回転方向の前後一方側から前記酸化抑制ガスを噴射させる一方側噴射手段と、
前記接触面に対して前記車輪の回転方向の前後他方側から前記酸化抑制ガスを噴射させる他方側噴射手段と、
を有し、
前記噴射発動条件には、前記回転方向の後方側の噴射手段から噴射させる第1の噴射発動条件と、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の両方から噴射させる第2の噴射発動条件とが含まれ、
前記制御手段は、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段それぞれが前記回転方向の前方側および後方側の噴射手段のどちらに対応するかを前記鉄道車両の走行方向に基づいて判定し、前記第1の噴射発動条件および前記第2の噴射発動条件のうちの何れを満たしたかに応じて、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の何れに前記酸化抑制ガスを噴射させるかを制御する、
摩擦力向上装置。 - 鉄輪の車輪で走行する鉄道車両に搭載され、前記車輪に係る摩擦力を向上させるための摩擦力向上装置であって、
前記車輪と、走行時に前記車輪に接触する金属体との接触面に対し、酸化抑制ガスを噴射する噴射手段と、
前記鉄道車両の運転指令および/又は前記鉄道車両の走行状況に基づいて定められた前記噴射手段の噴射発動条件を満たした場合に、前記噴射手段に前記酸化抑制ガスを噴射させる制御を行う制御手段と、
を備え、
前記噴射手段は、
前記接触面に対して前記車輪の回転方向の前後一方側から前記酸化抑制ガスを噴射させる一方側噴射手段と、
前記接触面に対して前記車輪の回転方向の前後他方側から前記酸化抑制ガスを噴射させる他方側噴射手段と、
を有し、
前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段は、噴射量を少なくとも大小2段階に変更可能であり、
前記噴射発動条件には、前記回転方向の後方側の噴射手段からの噴射量を大とし、前方側の噴射手段からの噴射量を小として噴射させる第1の噴射発動条件と、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の両方から噴射量を大として噴射させる第2の噴射発動条件とが含まれ、
前記制御手段は、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段それぞれが前記回転方向の前方側および後方側の噴射手段のどちらに対応するかを前記鉄道車両の走行方向に基づいて判定し、前記第1の噴射発動条件および前記第2の噴射発動条件のうちの何れを満たしたかに応じて、前記一方側噴射手段および前記他方側噴射手段の噴射量を変更して前記酸化抑制ガスを噴射させる、
摩擦力向上装置。 - 前記金属体は、レールである、
請求項4又は5に記載の摩擦力向上装置。 - 前記金属体は、ブレーキ装置の制輪子又はブレーキライニングである、
請求項4又は5に記載の摩擦力向上装置。 - 前記鉄道車両は、空転又は滑走の発生を検知する検知装置を備えており、
前記第1の噴射発動条件は、前記運転指令が所定の大変化条件を満たしたことであり、
前記第2の噴射発動条件は、前記検知装置による前記検知がなされたことである、
請求項2~7の何れか一項に記載の摩擦力向上装置。 - 前記酸化抑制ガスは、不活性ガスである、
請求項1~8の何れか一項に記載の摩擦力向上装置。 - 前記酸化抑制ガスは、周期表18族に属する気体のうちの何れか、又は、これらの混合ガスである、
請求項1~8の何れか一項に記載の摩擦力向上装置。 - 前記酸化抑制ガスは、酸素含有率が5%以下のガスである、
請求項1~8の何れか一項に記載の摩擦力向上装置。
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