JPH11310125A - 気動車の接地構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体に流入する迷走電流によって車軸軸受に
電食が生じたり搭載した電気機器の作動に支障が生じた
りすることを防止する。 【解決手段】 電車と併結運転する際、若しくは電化区
間を単独運転する際に気動車１００の車体１０に流入す
る迷走電流は、接地装置２０、車軸１５，車輪８を介し
て軌道Ｋに流出し、車軸軸受１７に流入することがな
い。これにより、車軸軸受１７に電食が生じたり、車軸
軸受１７における断続的な接地に伴う放電が発生して電
気機器の作動に支障を来したりすることを、確実に防止
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道の軌道上をエ
ンジンによって走行する気動車の接地構造に関し、より
詳しくは電車と併結運転する際に、若しくは電化区間を
単独運転する際に車体を流れる迷走電流によって車軸軸
受に電食が生じたり、搭載した電子機器の作動に支障が
生じたりしないように改良する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】旅客を輸送する鉄道車両は、都市部や主
要路線等の電化区間を電動モータによって走行する「電
車」と、地方路線等の非電化区間をエンジンによって走
行する「気動車」とに大別される。

【０００３】ところで、非電化区間に点在している観光
地や保養地等に向かって、気動車で編成した直通列車を
都市部から直通運転することができれば、これまで途中
駅で電車から気動車への乗り換えを余儀なくされていた
多くの観光客の利便性を向上させることができる。しか
しながら、都市部では過密な列車ダイヤが組まれている
ため、気動車で編成した直通列車を列車ダイヤに新たに
組み入れることはなかなか困難である。

【０００４】そこで、近年、電車編成の列車と気動車編
成の列車とを併結し、列車密度の高い都市部の線区を一
緒に走行させることにより、列車ダイヤを大幅に変更す
ることなく、気動車編成の列車を都市部から観光地や保
養地等に直通運転する試みが種々なされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、図５に示したよ
うに、気動車１と電車２とを連結器３を介して併結した
状態で運転する際には、架線４から電車２のパンタグラ
フ５，車体６，台車枠７，車輪８を通って軌道Ｋから地
上に流れる正規電流Ａの一部が迷走電流Ｂとなり、連結
器３を介して気動車１の車体９に流入する。また、図６
に示したように、気動車１が電化区間を単独で走行する
際には、地上側を流れる迷走電流Ｃが、軌道Ｋから車輪
８，台車枠７を通って気動車の車体９に流入した後、デ
ィーゼルエンジン１１，変速機１２，プロペラシャフト
１３，減速機１４，車軸、車輪８を通って再び軌道Ｋに
流出する。

【０００６】このとき、迷走電流が車軸軸受に流れる
と、車軸軸受に電食を生じさせるばかりでなく、迷走電
流の断続的な接地に伴う放電が発生し、気動車１に搭載
した電気機器の作動に支障が生じるおそれがある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、車体に流入する
迷走電流によって車軸軸受に電食が生じたり搭載した電
気機器の作動に支障が生じたりすることを防止する、気
動車の接地構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載の気動車の接地構造は、鉄
道の軌道上をエンジンで走行する気動車の接地構造であ
って、車軸を回転自在に支持する車軸軸受を介さずに車
体を前記軌道に接地する接地装置を備えることを特徴と
する。好ましくは、前記接地装置は、車軸に嵌着された
導電性の環状部材と、この環状部材の外周面に摺動接触
する摺動部材と、この摺動部材を前記環状部材に押圧す
る押圧手段と、前記車体を前記摺動部材に電気的に接続
する接続手段とを有する。さらに好ましくは、前記車軸
を支持する台車と前記車体との間を電気的に絶縁する台
車絶縁手段をさらに設ける。

【０００９】また、上記の課題を解決する本発明の請求
項４に記載の気動車の接地構造は、鉄道の軌道上をエン
ジンで走行する気動車の接地構造であって、前記エンジ
ンと前記気動車の車体との間を電気的に絶縁するエンジ
ン絶縁手段と、前記エンジンが出力する駆動力を車軸側
に伝達するプロペラシャフトの駆動側部分と被駆動部分
との間を電気的に絶縁するプロペラシャフト絶縁手段
と、を備えることを特徴とする。好ましくは、前記プロ
ペラシャフト絶縁手段は、前記ディーゼルエンジンと前
記車軸との間の距離の変化を吸収するスライドスプライ
ン部分の接触表面を覆う、電気絶縁性の樹脂コーティン
グとされる。さらに好ましくは、前記車軸を回転自在に
支持する車軸軸受を介さずに車体を前記軌道に接地する
接地装置と、前記車軸を支持する台車と前記車体との間
を電気的に絶縁する台車絶縁手段とをさらに設ける。

【００１０】すなわち、本発明の請求項１に記載の気動
車の接地構造によれば、車体に流入する迷走電流を、接
地装置によって車軸軸受を介さずに接地することができ
るから、車軸軸受に迷走電流が流れて電食が生じたり、
車軸軸受における迷走電流の断続的な接地に伴う放電に
よって電気ノイズが生じ、気動車に搭載した電気機器の
作動に支障を来したりすることを確実に防止できる。ま
た、車軸に嵌着した導電性の環状部材に摺動部材を押圧
する構造とすることにより、車軸そのものを摩耗させる
ことはない。さらに、押圧手段を用いて摺動部材を環状
部材に押圧して摺動させるので、気動車の車体を連続的
に接地させることができる。そして、車軸に導かれた迷
走電流は、車輪および軌道を介して地上に流出する。ま
た、車体と台車との間を電気的に絶縁することにより、
迷走電流が車体から台車枠、軸バネおよび軸箱を介して
車軸軸受に流れることを確実に防止することができる。

【００１１】本発明の請求項４に記載の気動車の接地構
造によれば、エンジンと車体との間を電気的に絶縁する
とともに、駆動力を伝達するプロペラシャフトの駆動側
部分と被駆動部分との間を電気的に絶縁するので、エン
ジンは完全に絶縁され、迷走電流が流入することがな
い。これにより、エンジンに迷走電流が流入して軸受や
可動部品に電食が生じたり、エンジンを制御する電気機
器の作動に支障を来したりすることを確実に防止でき
る。また、プロペラシャフトのスライドスプライン部分
の接触表面を樹脂コーティングすることにより、プロペ
ラシャフトの駆動側部分と被駆動側部分との間を電気的
に絶縁できるばかりでなく、スライドスプラインの摩耗
や異音の発生をも防止できる。さらに、車体を接地する
ことにより、車体に支持される排気管や補機類および燃
料配管等を介して迷走電流がエンジンに流入することを
確実に防止することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による各実施形態の
気動車の接地構造について、図１乃至図４を参照して詳
細に説明する。ここで、図１は本発明による第１実施形
態の気動車の機器構成を模式的に示したブロック図、図
２は減速機および車軸を示す正面図、図３は図２中に示
した接地装置を拡大して示す要部拡大断面図、図４は本
発明による第２実施形態の気動車の機器構成を模式的に
示したブロック図である。

【００１３】第１実施形態 まず最初に、図１乃至図３を参照し、本発明の請求項１
に対応する第１実施形態の気動車の接地構造について詳
細に説明する。

【００１４】図１に示した本第１実施形態における気動
車１００は、ディーゼルエンジン１１が出力する駆動力
を変速機１２で変速した後、プロペラシャフト１３を介
して減速機１４に動力伝達して減速し、車軸１５を回転
させて車輪８を回転駆動し走行する構造とされている。
そして、前記減速機１４に接地装置２０が設けられてい
る。

【００１５】前記接地装置２０は、図２に示したよう
に、減速機１４の図示右側の車輪８Ｒ側の端部に設けら
れている。この接地装置２０は、図３に拡大して示した
ように、減速機１４を支持する減速機軸受１６が嵌装さ
れた車軸１５の大径部１５ａよりわずかに小径な段差部
１５ｂに嵌着された、導電性を有した金属から環状に成
形された環状部材２１を有している。そして、前記環状
部材２１の外周面には、摺動部材としてのカーボンブラ
シ２２が、押圧手段としての図示されないコイルばねに
よって押圧されて摺動接触している。さらに、前記コイ
ルばねを収納するハウジング２３の外壁面には、本第１
実施形態の気動車１００の車体１０に一端が接続された
接続手段としての接地ケーブル２４の他端が、接続端子
２５を介して螺着されている。

【００１６】また、図１に示したように、台車枠７を車
体１０に対して位置決めする１本リンクと中心ピンとの
間には、ゴムブッシュが介装されている。また、ＬＶ装
置（車高調整装置）と調整棒との間には絶縁板が改装さ
れている。また、車体１０を台車枠７上に懸架する空気
バネのベローズは、台車枠７と車体１０とを電気的に絶
縁している。さらに、台車枠７に取り付けられた空気ホ
ース等の配管類はゴム製とされ、台車枠７と車体１０と
の間を電気的に絶縁している。そして、これらのゴムブ
ッシュ、絶縁板、ベローズ、ゴム製の空気ホースが、台
車枠７と車体１０との間を絶縁する台車絶縁手段を構成
している。

【００１７】すなわち、本第１実施形態の気動車１００
においては、図５に示したように電車と併結運転される
際、若しくは図６に示したように電化区間を単独運転さ
れる際に車体１０に流入する迷走電流が、接地ケーブル
２４，接続端子２５，ハウジング２３、コイルばね、カ
ーボンブラシ２２，環状部材２１、車軸１５、車輪８Ｒ
および軌道Ｋを介して地上側に接地され、車軸軸受１７
に流れることはない。そして、カーボンブラシ２２は環
状部材２１の外周面に常に摺動接触するので、車体１０
を流れる迷走電流は連続的に軌道Ｋに接地され、カーボ
ンブラシ２２と環状部材２１との間に放電が生じて電気
ノイズが発生することもない。また、台車枠７と車体１
０との間が電気的に絶縁されているので、車体から台車
枠、軸バネおよび軸箱を介して車軸軸受に迷走電流が流
れることはない。

【００１８】したがって、本第１実施形態の気動車１０
０の接地構造によれば、車軸軸受１７に迷走電流が流
れ、車軸軸受１７に電食が生じたり、断続的な接地が生
じて放電が発生し気動車１００に搭載した電気機器に電
気ノイズが侵入したりすることを確実に防止できる。ま
た、カーボンブラシ２２は車軸１５に嵌着した環状部材
２１に摺動接触するので、車軸１５そのものを摩耗させ
ることはない。そして、環状部材２１が摩耗した場合に
は、環状部材２１を車軸１５から取り外して交換すれば
良い。

【００１９】第２実施形態 次に、図４を参照し、本発明の請求項４に対応する気動
車の接地構造について詳細に説明する。

【００２０】図４に示した本第２実施形態における気動
車２００は、ディーゼルエンジン１１が出力する駆動力
を変速機１２で変速した後、プロペラシャフト３０を介
して減速機１４に動力伝達して減速し、車軸１５を回転
させて車輪８を回転駆動し走行する構造とされている。
そして前記プロペラシャフト３０には、ディーゼルエン
ジン１１と車軸１５との間の距離の変化を吸収するスラ
イドスプライン３１が設けられている。また、前記スラ
イドスプライン３１の駆動側部分３２と被駆動部分３３
との間には、両者を電気的に絶縁するプロペラシャフト
絶縁手段が設けられている。

【００２１】前記プロペラシャフト絶縁手段は、本第２
実施形態においては、スライドスプライン３１の雄スプ
ラインの接触表面を覆う電気絶縁性の樹脂、例えばナイ
ロン等の樹脂コーティングとされている。

【００２２】一方、台車枠７と車体１０との間には、前
述した第１実施形態と全く同様に台車絶縁手段が設けら
れている。すなわち、図４に示したように、台車枠７を
車体１０に対して位置決めする１本リンクと中心ピンと
の間には、ゴムブッシュが介装されている。また、ＬＶ
装置（車高調整装置）と調整棒との間には絶縁板が改装
されている。また、車体１０を台車枠７上に懸架する空
気バネのベローズは、台車枠７と車体１０とを電気的に
絶縁している。さらに、台車枠７に取り付けられた空気
ホース等の配管類はゴム製とされ、台車枠７と車体１０
との間を電気的に絶縁している。そして、これらのゴム
ブッシュ、絶縁板、ベローズ、ゴム製の空気ホースが、
台車枠７と車体１０との間を絶縁する台車絶縁手段を構
成している。

【００２３】また、前記減速機１４には前述した第１実
施形態と全く同様な接地装置２０が設けられ、車体１０
は車軸軸受１７を介さずに軌道Ｋに接地されている。

【００２４】さらに、ディーゼルエンジン１１は液体封
入マウントを介して、またディーゼルエンジン１１に付
設された補機および排気管はゴムマウントを介して、そ
れぞれ気動車１００の車体１０に電気的に絶縁された状
態で懸架されている。また、車体１０に搭載された燃料
タンクはゴム製の燃料ホースを介してディーゼルエンジ
ンに接続されており、両者の間は電気的に絶縁されてい
る。そして、これらの液体封入マウント、ゴムマウント
が、ディーゼルエンジン１１と車体１０との間を絶縁す
るエンジン絶縁手段を構成している。

【００２５】すなわち、本第２実施形態の気動車２００
においては、ディーゼルエンジン１１と車体１０との間
がエンジン絶縁手段によって電気的に絶縁されるととも
に、プロペラシャフト３０の駆動側部分３２と被駆動部
分３３とがプロペラシャフト絶縁手段によって電気的に
絶縁され、かつ接地装置２０によって車体１０が軌道Ｋ
に接地され、さらには台車枠７と車体１０との間が台車
絶縁手段により電気的に絶縁されている。これにより、
本第２実施形態の気動車２００においては、車体１０に
支持される排気管や補機類および燃料配管等を含んだす
べての経路から、ディーゼルエンジン１１に迷走電流が
流入することがなく、ディーゼルエンジン１１は完全に
絶縁される。したがってディーゼルエンジン１１に迷走
電流が流れて、ディーゼルエンジン１１の軸受や可動部
品に電食が生じたり、ディーゼルエンジン１１を制御す
る電気機器の作動に支障を来したりすることを確実に防
止できる。また、プロペラシャフト３０のスライドスプ
ライン部分を樹脂コーティングしたので、スライドスプ
ラインの摩耗や異音の発生をも防止できる。

【００２６】なお、プロペラシャフト３０の駆動側部分
３２と被駆動側部分３３との間の電気的な絶縁は、上述
したスライドスプライン部の絶縁樹脂コーティングに加
えて、例えばプロペラシャフトと減速機とを接続するフ
ランジ継手同士や、十字継手のヨーク同士、若しくはプ
ロペラシャフトと変速機とを接続するフランジ継手同士
の間に絶縁性の樹脂部材を介装することによって達成す
ることもできる。また、絶縁樹脂によるコーティング
は、ボールスプラインにも適用することができる。

【００２７】以上、本発明による各実施形態の気動車に
ついて詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態に
よって限定されるものではなく、種々の変更が可能であ
ることは言うまでもない。例えば、上述した第１実施形
態においては、接地装置２０のカーボンブラシ２２やコ
イルスプリング等を減速機１４によって支持するととも
に、接地ケーブル２４を減速機１４に螺着している。こ
れに対して、車軸１５の端部を支持する軸箱によってこ
れらの部材を支持するとともに、接続ケーブル２４を軸
箱に螺着することもできる。また、気動車を駆動するエ
ンジンは、ディーゼルエンジンに代えてガソリンエンジ
ンを用いることもできる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項１に記載の気動車の接地構造によれば、車体に
流入する迷走電流を、接地装置を用いて車軸軸受を介さ
ずに接地することができるから、車軸軸受に迷走電流が
流れることはない。また、本発明の請求項４に記載の気
動車の接地構造によれば、迷走電流がエンジンに流入す
ることがない。したがって、本発明によれば、気動車を
電車と併結運転する際、若しくは電化区間を単独運転す
る際に車軸軸受等に迷走電流が流れて電食が生じたり、
車軸軸受等における迷走電流の断続的な接地に伴う放電
によって電気ノイズが生じ、気動車に搭載した電気機器
の作動に支障を来したりすることを確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施形態の気動車の機器構成
を模式的に示したブロック図。

【図２】減速機を車軸に組み付けた状態で示す正面図。

【図３】図２中に示した接地装置を拡大して示す要部拡
大断面図。

【図４】本発明による第２実施形態の気動車の機器構成
を模式的に示したブロック図。

【図５】気動車を電車と併結運転する状態を示す側面
図。

【図６】気動車が電化区間を単独運転する状態を示す側
面図。

【符号の説明】

１ 気動車 ２ 電車 ３ 連結器 ４ 架線 ５ パンタグラフ ６ 電車の車体 ７ 台車枠 ８ 車輪 ９，１０ 気動車の車体 １１ ディーゼルエンジン １２ 変速機 １３ プロペラシャフト １４ 減速機 １５ 車軸 １６ 減速機軸受 １７ 車軸軸受 ２０ 接地装置 ２１ 環状部材 ２２ カーボンブラシ ２３ ハウジング ２４ 接地ケーブル ２５ 接続端子 ３０ プロペラシャフト ３１ スライドスプライン ３２ 駆動側部分 ３３ 被駆動側部分 １００ 第１実施形態の気動車 ２００ 第２実施形態の気動車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390014775 株式会社工進精工所 埼玉県狭山市新狭山１丁目１番12号 (72)発明者 柿 沼 博 彦 北海道札幌市中央区北11条西15丁目１番１ 号 北海道旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 玉 置 俊 治 北海道札幌市中央区北11条西15丁目１番１ 号 北海道旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 後 藤 昭 裕 北海道札幌市中央区北11条西15丁目１番１ 号 北海道旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 野 田 勝 美 北海道札幌市東区北５条東13丁目 北海道 旅客鉄道株式会社苗穂工場内 (72)発明者 大 塚 泰 衛 東京都新宿区西新宿一丁目７番２号 富士 重工業株式会社内 (72)発明者 藤 沼 孝 宏 東京都新宿区西新宿一丁目７番２号 富士 重工業株式会社内 (72)発明者 斉 藤 怜 二 東京都中央区築地３丁目10番10号 株式会 社中村自工内 (72)発明者 山 野 光 男 東京都中央区築地３丁目10番10号 株式会 社中村自工内 (72)発明者 柳 瀬 弘 智 埼玉県狭山市新狭山１丁目１番12号 株式 会社工進精工所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄道の軌道上をエンジンで走行する気動車
   の接地構造であって、車軸を回転自在に支持する車軸軸
   受を介さずに車体を前記軌道に接地する接地装置を備え
   ることを特徴とする気動車の接地構造。
2. 【請求項２】前記接地装置は、車軸に嵌着された導電性
   の環状部材と、この環状部材の外周面に摺動接触する摺
   動部材と、この摺動部材を前記環状部材に押圧する押圧
   手段と、前記車体を前記摺動部材に電気的に接続する接
   続手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の気
   動車の接地構造。
3. 【請求項３】前記車軸を支持する台車と前記車体との間
   を電気的に絶縁する台車絶縁手段をさらに備えることを
   特徴とする請求項１または２に記載の気動車の接地構
   造。
4. 【請求項４】鉄道の軌道上をエンジンで走行する気動車
   の接地構造であって、前記エンジンと前記気動車の車体
   との間を電気的に絶縁するエンジン絶縁手段と、前記エ
   ンジンが出力する駆動力を車軸に伝達するプロペラシャ
   フトの駆動側部分と被駆動部分との間を電気的に絶縁す
   るプロペラシャフト絶縁手段とを備えることを特徴とす
   る気動車の接地構造。
5. 【請求項５】前記プロペラシャフト絶縁手段は、前記デ
   ィーゼルエンジンと前記車軸との間の距離の変化を吸収
   するスライドスプライン部分の接触表面を覆う、電気絶
   縁性の樹脂コーティングとされることを特徴とする請求
   項４に記載の気動車の接地構造。
6. 【請求項６】前記車軸を回転自在に支持する車軸軸受を
   介さずに車体を前記軌道に接地する接地装置と、前記車
   軸を支持する台車と前記車体との間を電気的に絶縁する
   台車絶縁手段とをさらに備えることを特徴とする請求項
   ４または５に記載の気動車の接地構造。