JP7218058B2

JP7218058B2 - 解放テコロック機構及び解放テコロック機構を備える鉄道車両

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Publication number: JP7218058B2
Application number: JP2019062530A
Authority: JP
Inventors: 和義米津; 良幸兼松
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2023-02-06
Anticipated expiration: 2039-03-28
Also published as: JP2020158062A

Description

本発明は、鉄道車両における連結装置の解放装置に関する技術のうち、特に解放装置の誤作動を防ぐ技術に関する。

一般の貨車などに使用されている自動連結装置は、解放テコと呼ばれる棒状のレバーを備えて、連結が解除できる構成となっている。こうした連結器は、遠隔操作で解除可能な構成の鉄道車両もあるが、手動で連結解除する構成を採用している場合もある。この場合、狭い車両の間に連結器が設けられているため、作業者が車両の脇から手を伸ばして解放テコを操作することで、連結器の連結を解除する必要がある。こうした解放テコの構造に関しては、これまで様々な手法が紹介されている。

特許文献１には、車両用連結器の解放装置に関する技術が開示されている。連結器本体の側面には長孔を有する受金を、連結器本体の下面には下錠揚げレバー支持金を設けている。下錠揚げは、受金と下錠揚げレバー支持金の間に配設されて、解放引棒の操作により下錠揚げレバーを介して下錠揚げを作動させる。下錠揚げレバーの引き腕を、下錠揚げレバーの作用腕の内側として引き腕を下錠揚げレバー支持金に軸支させる。一方で、屈曲状の解放引棒の一端を下錠揚げレバーの引き腕にピン結合し、他端を受金の長孔に係止させている。この様な構成を採用することで、車両走行時に解放装置に空気ホースが接触して損傷することを防ぐことが可能となる。

特許文献２には、連結器の自動開放装置に関する技術が開示されている。解放テコの引き上げによって、コッターを解放する車両用連結器の解放構造において、解放テコの近くにこれを引き上げ・下げ可能とするエアシリンダーを設け、車両制動用エア管からエアを供給できるように配管を設けている。また、エアシリンダーの操作用スイッチを、連結器脇の昇降階段付近に設けて、スイッチ操作で連結器の解放ができる構成となっている。こうすることで、連結器の解放の作業性を向上できる。

こうした、特許文献１や特許文献２のような連結器の作業性や周辺機器との関連についての技術が開示される一方で、連結器は貨車などを連結する重要な役割を果たしており、意図しないタイミングで外れてしまっては困る。そこで、連結器の解放機構に関する技術も検討されている。

特許文献３には、連結装置の解放機構に関する技術が開示されている。第１連結器に備えられた解放引き棒の押し引きにより、下錠揚を介して錠を錠室内の底部を上下方向に移動させ、この錠の移動によりナックル開きを回転させる。そして、この第１連結器と対をなす第２連結器は、ナックルを回転が自在なように保持するとともに、錠の移動及びナックル開きの回転によりナックルを錠掛け位置から錠控え位置まで回転させる。第１連結器における解放引き棒の把手側に解放引き棒をガイドする第１の止金と、回転自在に支持された第２の止金を備える。解放引き棒には、錠控え状態において第２の止金と係合する係合溝を設ける。錠控え状態時、第２の止金と係合溝により、解放引き棒の錠掛け状態方向への移動を阻止する。これによって、外乱による錠掛け状態から、解放引き棒が解錠方向への移動と、解錠状態から、解放引き棒が鍵掛け方向への移動を防ぐことができる。

実開昭５８－１０８９５９号公報実開昭６３－３９０７８号公報特開平１１－２７８２６５号公報

しかし、特許文献３の技術は、解放引き棒が連結器の真上に配置される構成となっており、解放引き棒や解放止金の操作をするにあたっては、貨車と貨車の間の隙間に入り込んで作業する必要があるため、作業性が良くない。また、解放引き棒と解放止金が係合溝と係合する構成となっているため、噛み合った状態を解除するのに力を要すると思われ、この点も作業性を悪化させる要因になる。

貨物の鉄道輸送を行う場合には、大量輸送を前提としているために、多数の貨車を連結して運用するケースが多い。この場合、作業者が１つ１つの解除装置を貨車同士の間に入り込んで作業することは、時間がかかり望ましくない。可能な限り少ない手順で連結器の解除ができる一方で、望まぬタイミングで連結器の連結が解除されないように確実にロックされていることが望ましい。

そこで、本発明はこの様な課題を解決する為に、より簡易な操作で解放テコアームのロックを行うことのできる解放テコロック機構及びそれを備える鉄道車両の提供を目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の一態様による解放テコロック機構は、以下のような特徴を有する。

（１）鉄道車両同士を連結する連結器に備えられるロック解除レバーと、該ロック解除レバーに係合する解放テコアームと、該解放テコアームの先端を回動可能に保持する先端保持ブラケットと、前記解放テコアームの動作をガイドするガイドブラケットと、を有し、前記解放テコアームが先端を中心に回転することで、前記ロック解除レバーが動作して前記連結器の連結を解除する解放テコロック機構において、前記ガイドブラケットは、前記先端保持ブラケットに対して前記連結器を挟んで車両側面側に配置され、前記解放テコアームの回転を規制し昇降をガイドする昇降ガイド部と、該昇降ガイド部と連通して前記解放テコアームの回転をガイドする回転ガイド部を有し、前記ガイドブラケットに取り付けられるテコロック部材は、回動することでロック状態とアンロック状態を切り替えられ、前記テコロック部材は、前記ロック状態で、前記解放テコアームが前記昇降ガイド部から前記回転ガイド部に移動することを規制し、前記アンロック状態で、前記解放テコアームが前記昇降ガイド部から前記回転ガイド部に移動することを許容すること、を特徴とする。

上記（１）に記載の態様によって、容易な操作でロック状態を維持できる解放テコロック機構の提供が可能となる。これは、先端ブラケットに回転可能に保持され、ガイドブラケットによってガイドされる解放テコアームが、ガイドブラケットに取り付けられたテコロック部材によってロックされたロック状態と、テコロック部材を回転させてロック状態からアンロック状態が切り替え可能である為である。テコロック部材の操作は回転させるだけなので容易であり、テコロック部材を回転させてアンロック状態にした後、解放テコアームを操作して連結器の連結を解除することができる。このため、短時間での作業が実現できる。多数の連結された車両を切り離す作業を行うにあたって、作業効率の向上は、総合的に見て作業負担を減らす事に貢献できる。

（２）（１）に記載の解放テコロック機構において、前記テコロック部材は、前記ガイドブラケットより車両側面側に設けられ、前記テコロック部材には、前記解放テコアームと噛み合う係合溝と、該係合溝より上部に配置され前記テコロック部材を回転可能に支持する回転中心部と、前記係合溝と前記回転中心部の間に形成される円弧突起部を有し、前記テコロック部材が、前記係合溝と前記解放テコアームとが噛み合う０度の状態から、回動して持ち上がり９０度の状態に至るまで、前記係合溝又は前記円弧突起部が前記解放テコアームと干渉して前記ロック状態を維持すること、が好ましい。

上記（２）に記載の態様によって、解放テコロック機構は少なくともテコロック部材が９０度の状態に至るまでは、ロック状態を維持することができる。これは、係合溝や円弧突起部を備える事で、連続的に解放テコアームを押さえ、テコロック部材の自重によってその状態を維持することが可能となるためである。このことによって、鉄道車両に揺れが発生し、または衝撃が加わるなどして、テコロック部材が回転するようなことがあっても、容易にはロック状態が解除されることが無くなる。また、ガイドブラケットが車両側面側に設けられていることで、ガイドブラケットにガイドされる解放テコアームを操作できるようにするため、鉄道車両の側面側から作業車がテコロック部材を操作して、ロック状態とアンロック状態を切り替えることが可能である。

また、前記目的を達成するために、本発明の別の態様による鉄道車両は、以下のような特徴を有する。

（３）連結器に接続されるロック解除レバーと、該ロック解除レバーに係合する解放テコアームを有する解放テコロック機構で、前記連結器の連結を解除可能な鉄道車両において、前記解放テコロック機構には、前記解放テコアームの先端を回動可能に保持する先端保持ブラケットと、該先端保持ブラケットに対して前記連結器を挟んで車両側面側に設けられ前記解放テコアームの動作をガイドするガイドブラケットと、前記ガイドブラケットより車体側面側に回動可能に取り付けられたテコロック部材を備え、前記テコロック部材は、回動することでロック状態とアンロック状態を切り替えられ、前記ロック状態で、前記解放テコアームが昇降ガイド部から回転ガイド部に移動することを規制し、前記アンロック状態で、前記解放テコアームが前記昇降ガイド部から前記回転ガイド部に移動することを許容すること、を特徴とする。

上記（３）に記載の態様によって、鉄道車両の安全な運行に寄与することができる。これは、連結器の連結が（１）に記載したような解放テコロック機構を採用することで、意図しないタイミングで解放されない為である。

本実施形態の、鉄道車両の模式図である。本実施形態の、連結器の側面図である。本実施形態の、連結器の正面図である。本実施形態の、テコロック部材の正面図である。本実施形態の、テコロック部材の動作に関する動作説明図１である。本実施形態の、テコロック部材の動作に関する動作説明図２である。本実施形態の、テコロック部材の動作に関する動作説明図３である。本実施形態の、テコロック部材の動作に関する動作説明図４である。本実施形態の、テコロック部材の動作に関する動作説明図５である。本実施形態の、テコロック部材の動作に関する動作説明図６である。比較のために用意した、テコロック部材の正面図である。

まず、本発明の実施形態について、図面を用いて説明を行う。図１に、本実施形態の、鉄道車両１００の模式図を示す。鉄道車両１００は、先頭車両１０１と中間車両１０２が複数連結され、それぞれの間には連結器１１０が設けられている。連結器１１０によって、先頭車両１０１と中間車両１０２、中間車両１０２と中間車両１０２がそれぞれ連結される。なお、図１では模式的に示しているので、複数連結された中間車両１０２は省略している。この様な連結器１１０が用いられるのは貨物を運ぶ車両が多く、連結器１１０の連結解除の操作も作業員が行うことが前提となっている。

図２に、連結器１１０の側面図を示す。図３に、連結器１１０の正面図を示す。連結器１１０は、先頭車両１０１や中間車両１０２の端部に設けられていて、車両同士を連結するのに用いられており、連結器１１０の連結解除にはロック解除レバー１１１を操作することで行われる。ロック解除レバー１１１は、図２に示される様に、連結器１１０の下部に下方に突出するように設けられており、下部には係合孔１１２が設けられている。そして、このロック解除レバー１１１に作用するのが解放テコロック機構１０である。解放テコロック機構１０は、ロック解除レバー１１１と係合する解放テコアーム２０が備えられ、解放テコアーム２０は先端ブラケット１１３に回転可能に保持されている。

解放テコアーム２０は、全体は丸棒をＬ字型に曲げた形状になっており、把手側２５の近い部分には長方形断面の平板部２１を有している。そして、解放テコアーム２０の先端側にはレバー係合部２２、支持部材２３と、支持部材２３と係合する先端部材２４を備えている。そして、先頭車両１０１又は中間車両１０２の妻構体の外面に設けられる先端ブラケット１１３とガイドブラケット１３０に、解放テコアーム２０は保持されている。

先端ブラケット１１３の先端には保持孔１１３ａが設けられており、解放テコアーム２０の先端部分に設けられた支持部材２３と、支持部材２３と係合する先端部材２４によって、保持孔１１３ａと係合している。

ガイドブラケット１３０には、テコロック部材４０が中心軸として機能する回転中心部材４１によって回転可能に支持されて取り付けられている。図４に、テコロック部材４０の正面図を示す。テコロック部材４０が下端にある場合には、解放テコアーム２０の平板部２１とテコロック部材４０が係合溝４０ａと係合し、解放テコアーム２０を操作することができない。この係合溝４０ａに対して回転中心部材４１の中心は上部に設けられているので、テコロック部材４０は下端にある時、自重によって解放テコアーム２０を押さえつける形となる。この際、側端部４０ｃは、止板４２に当接している。テコロック部材４０が鉄道車両１００が動いている最中に揺れるのを防ぐ目的がある。

一方、テコロック部材４０を持ち上げ、上端にある場合には、解放テコアーム２０を操作することができて、連結器１１０の連結を解除することができる。これは、図４に示すように、ガイドブラケット１３０に、ガイド溝１３１（昇降ガイド部１３１ａ及び回転ガイド部１３１ｂ）が設けられており、昇降ガイド部１３１ａは解放テコアーム２０の平板部２１より少し幅広に作られた平行な溝であり、平板部２１が回転しないように平板部２１をガイドする。一方で、回転ガイド部１３１ｂは、平板部２１が回転できるような大きさの丸孔に構成されている。

本実施形態の解放テコロック機構１０は上記構成であるため、以下に示すような作用及び効果を奏する。

まず、連結器が意図しないタイミングで連結解除をしてしまうことを、簡易な操作によって防ぐことが可能となる。これは、本実施形態の解放テコロック機構１０が、鉄道車両１００同士を連結する連結器１１０に接続されるロック解除レバー１１１と、ロック解除レバー１１１に係合する解放テコアーム２０と、解放テコアーム２０の先端を回動可能に保持する先端ブラケット１１３と、解放テコアーム２０の動作をガイドするガイドブラケット１３０と、を有し、解放テコアーム２０が先端を中心に回転することで、ロック解除レバー１１１が動作して連結器１１０の連結を解除する解放テコロック機構１０において、ガイドブラケット１３０は、先端ブラケット１１３に対して連結器１１０を挟んで車両側面側に配置されている。

そして、解放テコアーム２０の回転を規制し昇降をガイドする昇降ガイド部１３１ａと、昇降ガイド部１３１ａと連通して解放テコアーム２０の回転をガイドする回転ガイド部１３１ｂを有し、ガイドブラケット１３０に取り付けられるテコロック部材４０は、回動することでロック状態とアンロック状態を切り替えられ、テコロック部材４０は、ロック状態で、解放テコアーム２０が昇降ガイド部１３１ａから回転ガイド部１３１ｂに移動することを規制し、アンロック状態で、解放テコアーム２０が昇降ガイド部１３１ａから回転ガイド部１３１ｂに移動することを許容するものである。

図５に、テコロック部材の動作に関する動作説明図１である。図６に、テコロック部材の動作に関する動作説明図２である。図７に、テコロック部材の動作に関する動作説明図３である。図８に、テコロック部材の動作に関する動作説明図４である。図９に、テコロック部材の動作に関する動作説明図５である。図１０に、テコロック部材の動作に関する動作説明図６である。

まず、解放テコアーム２０がロック状態にある場合について説明する。

解放テコアーム２０のテコロック部材４０は、図４にある状態がロック状態の初期状態であり、図５に示すように昇降ガイド部１３１ａとテコロック部材４０の係合溝４０ａが形成する溝の間を平板部２１が上昇できるだけで、解放テコアーム２０の操作をする事はできない。この時、テコロック部材４０は下端にある。一方、解放テコアーム２０が更に持ち上がった場合を示すのが図６であり、この状態でテコロック部材４０は４度ほど持ち上がっている。

テコロック部材４０が回転して持ち上がることで、係合溝４０ａが矩形に加工されていることが起因して、平板部２１との干渉が第１ポイントＰ１で発生する。その結果、テコロック部材４０と平板部２１とが噛み合い、それ以上、解放テコアーム２０が持ち上がらなくなる。テコロック部材４０も第１ポイントＰ１での干渉によってこれ以上回転しないため、ロック状態では解放テコアーム２０の操作はできず、結果的に連結器１１０の連結解除も行えない。この結果、鉄道車両１００の運行中に発生する振動などの影響によって解放テコアーム２０が動いたとしても、連結器１１０の連結解除は行われない。また、作業員が間違えて解放テコアーム２０を操作しようとしても、テコロック部材４０によってロック状態にあるので、解放テコアーム２０の操作は行えない。

次に、解放テコアーム２０がロック状態にあってテコロック部材４０が回転してしまった場合について説明する。

テコロック部材４０自身が振動などの影響によって動き、回転した場合であるが、図７に示すようにテコロック部材４０が１０度ほど回転した場合でも、解放テコアーム２０の動作をテコロック部材４０が阻害する。テコロック部材４０には、係合溝４０ａに縁設された円弧突起部４０ｂが備えられ、円弧突起部４０ｂによって平板部２１の外周と接触して解放テコアーム２０が上昇しないようになっている。これは、図８に示すテコロック部材４０が４５度回転した状態でも同じである。また、図９に示すようにテコロック部材４０が９０度回転した状態では、側端部４０ｃが平板部２１の外周と接触していて、テコロック部材４０の自重にて押さえている状態となるので、鉄道車両１００の振動の影響程度であれば、連結器１１０が誤って連結解除されてしまうことを防ぐことができる。

次に、解放テコアーム２０がアンロック状態にある場合について説明する。

テコロック部材４０を、図１０に示すように持ち上げ、１８０度以上回転させた状態で、アンロック状態とすることができる。これはテコロック部材４０が持ち上げられ、解放テコアーム２０の平板部２１が回転ガイド部１３１ｂで回転できるようになるためである。テコロック部材４０は、作業者が手で持ち上げるだけで操作ができ、図１０に示す状態であれば、テコロック部材４０の自重によって、その姿勢を維持する。テコロック部材４０が解除されるのは、鉄道車両１００が停止状態にある場合に限られるので、振動の影響を考慮する必要は無く、特に固定する手段は設けられていない。

図１１に、比較のために用意したテコロック部材の正面図を示す。本実施形態の解放テコロック機構１０と図１１に示す解放テコロック機構２１０は、ロック機構の部分が異なり、図１１に示す解放テコロック機構２１０のロック機構は、ロックピン２５０を刺すことによってロックする構造になっている。解放テコアーム２０をガイドするガイドブラケット１３０には、解放テコロック機構２１０においても解放テコロック機構１０と同じ形状のガイド溝１３１が設けられている。よって、昇降ガイド部１３１ａから回転ガイド部１３１ｂに平板部２１が移動しないように、ロックピン２５０がこれを規制する構造になっている。

ただし、図１１に示すように、ロックピン２５０を抜き差しするという手間は、意外に大きい上に、ロックピン２５０はチェーン２６０で鉄道車両１００に接続されている為に、これが切れたり錆びたりするリスクなどがある。こうした、抜き差しの手間や紛失のリスクはできるだけ避けたいと言うのは現場からの声でもあり、可能な限り簡易な作業手順で作業車がロック状態を解除でき、かつロック状態では確実にロック状態を維持できるという事が望ましい。本実施形態の解放テコロック機構１０は、こうした点を配慮し、ワンアクションでのテコロック部材４０のロック解除が行える上で、鉄道車両１００が走行中には、振動などによる影響で簡単にロック解除されない構造が実現できている。

これは、図１に示すような先頭車両１０１に中間車両１０２が複数連結される状態で、特に貨物列車の様に連結数が多くなる鉄道車両１００の連結解除を、作業員が手作業で行う上では非常に重要な事になる。

また、テコロック部材４０は、ガイドブラケット１３０により車両側面側に設けられ、テコロック部材４０には、解放テコアーム２０と噛み合う係合溝４０ａと、係合溝４０ａより上部に配置されテコロック部材４０を回転可能に支持する回転中心部に相当する回転中心部材４１と、昇降ガイド部１３１ａと回転中心部材４１の間に形成される円弧突起部４０ｂを有し、テコロック部材４０が、係合溝４０ａと解放テコアーム２０とが噛み合う０度の状態から回動して持ち上がり９０度の状態に至るまで、係合溝４０ａまたは円弧突起部４０ｂが解放テコアーム２０と干渉してロック状態を維持する。

このことで、鉄道車両１００の揺れ、例えば線路の繋ぎ目などの影響による衝撃などを受けてテコロック部材４０が動いたとしても、テコロック部材４０によって解放テコアーム２０のロック状態を維持し続けることができる。なお９０度の状態では、図９に示すような円弧突起部４０ｂの側面に相当する側端部４０ｃによって解放テコアーム２０が押さえられている。このことは、ロック状態の継続に寄与し、意図しないアンロック状態への移行ということを防ぐことができる。

そして、このような解放テコロック機構１０を鉄道車両１００に採用することで、鉄道車両１００、特に貨物列車の安全な運行に寄与することが可能となる。

以上、本発明に係る解放テコロック機構及びそれを用いる鉄道車両に関する説明をしたが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、鉄道車両１００は貨物車と説明したが、これに限定されるものではない。また、連結器１１０の構造についても、例示に過ぎないので、他の構造のものを採用することを妨げない。

１０解放テコロック機構
２０解放テコアーム
２１平板部
２２レバー係合部
２３支持部材
２４先端部材
４０テコロック部材
４１回転中心部材
１００鉄道車両
１０１先頭車両
１０２中間車両
１１０連結器
１１１ロック解除レバー
１１２係合孔
１３０ガイドブラケット
１３１ガイド溝
１３１ａ昇降ガイド部
１３１ｂ回転ガイド部

Claims

鉄道車両同士を連結する連結器に備えられるロック解除レバーと、該ロック解除レバーに係合する解放テコアームと、該解放テコアームの先端を回動可能に保持する先端保持ブラケットと、前記解放テコアームの動作をガイドするガイドブラケットと、を有し、前記解放テコアームが先端を中心に回転することで、前記ロック解除レバーが動作して前記連結器の連結を解除する解放テコロック機構において、
前記ガイドブラケットは、前記先端保持ブラケットに対して前記連結器を挟んで車両側面側に配置され、前記解放テコアームの回転を規制し昇降をガイドする昇降ガイド部と、該昇降ガイド部と連通して前記解放テコアームの回転をガイドする回転ガイド部を有し、
前記ガイドブラケットに取り付けられるテコロック部材は、回動することでロック状態とアンロック状態を切り替えられ、
前記テコロック部材は、
前記ロック状態で、前記解放テコアームが前記昇降ガイド部から前記回転ガイド部に移動することを規制し、
前記アンロック状態で、前記解放テコアームが前記昇降ガイド部から前記回転ガイド部に移動することを許容し、
前記ガイドブラケットより車両側面側に設けられ、
前記テコロック部材には、
前記解放テコアームと噛み合う係合溝と、
該係合溝より上部に配置され前記テコロック部材を回転可能に支持する回転中心部と、
前記係合溝と前記回転中心部の間に形成される円弧突起部を有し、
前記ロック状態で、前記昇降ガイド部にある前記解放テコアームに前記テコロック部材の前記係合溝又は前記円弧突起部が噛み合い、前記解放テコアームがそれ以上持ち上がることを規制すること、
を特徴とする解放テコロック機構。
請求項１に記載の解放テコロック機構において、
前記テコロック部材が、
前記係合溝と前記解放テコアームとが噛み合う０度の状態から、回動して持ち上がり９０度の状態に至るまで、前記係合溝又は前記円弧突起部が前記解放テコアームと干渉して前記ロック状態を維持し、
９０度回転した状態では、前記解放テコアームが前記アンロック状態になることを自重によって抑制し、
１８０度以上回転させた状態で、前記アンロック状態にすることを可能とすること、
を特徴とする解放テコロック機構。
連結器に接続されるロック解除レバーと、該ロック解除レバーに係合する解放テコアームを有する解放テコロック機構で、前記連結器の連結を解除可能な鉄道車両において、
前記解放テコロック機構には、
前記解放テコアームの先端を回動可能に保持する先端保持ブラケットと、該先端保持ブラケットに対して前記連結器を挟んで車両側面側に設けられ前記解放テコアームの動作をガイドするガイドブラケットと、前記ガイドブラケットより車体側面側に回動可能に取り付けられたテコロック部材を備え、
前記テコロック部材は、回動することでロック状態とアンロック状態を切り替えられ、
前記ロック状態で、前記解放テコアームが昇降ガイド部から回転ガイド部に移動することを規制し、
前記アンロック状態で、前記解放テコアームが前記昇降ガイド部から前記回転ガイド部に移動することを許容し、
前記ガイドブラケットより車両側面側に設けられ、
前記テコロック部材には、
前記解放テコアームと噛み合う係合溝と、
該係合溝より上部に配置され前記テコロック部材を回転可能に支持する回転中心部と、
前記係合溝と前記回転中心部の間に形成される円弧突起部を有し、
前記ロック状態で、前記昇降ガイド部にある前記解放テコアームに前記テコロック部材の前記係合溝の一部が噛み合い、前記解放テコアームがそれ以上持ち上がることを規制すること、
を特徴とする鉄道車両。