JPS585817B2 - 軌条車両の洗浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鉄道車両列の車体を、清水及び洗剤により
、回転ブラシを用いて自動的に洗浄する洗浄方法に関す
るものである。

鉄道車両を定期的に洗浄する車両基地の態様は、車両の
近代化とも関％してその車種が多様化したために、多様
化された基地が多くなった。

気動車、機関車に牽引される客車又は電車等車両の車種
が多様化されると、それらの形状が異ることはもちろん
車種に応じて、その車体に付着する汚れも、酸化鉄、油
性を含むカーボン、硅酸等汚れの対象になる成分比も夫
々異なる。

本発明者は、専門家としての立場から、これら車種によ
り異る汚れの種類等についての分析と、これら車種の夫
々に応じた最も合理的な洗浄剤の種類並びに洗浄工程及
び回転ブラシの種類と、さらに上記車種を自動的に検知
する方法又は装置につき種々研究を重ねた結果本発明を
完成させたものである。

すなわちこの発明の目的は、上記車種を選択検知するこ
とにより、車種により異る車体の形状及び該車体に付着
する汚れに応じた、合理的な車体の自動洗浄方法を提供
することを目的とするものである。

次に、この発明の前提となった、上記分析及び研究の結
果につき説明する。

まず第一点として、車種別の汚れの大要について説明す
る。

気動車の汚れの主成分は、制動に使用する制輪子、車輪
踏面の摩耗による酸化鉄約４０％、動力用エンジンの排
気ガスによる油性を含むカーボン４５％、硅酸（砂ほこ
り）１０％、その他の汚れ５％位である。

近代化された新性能電車の汚れは、上述した気動車合体
の汚れの凡そ３０％程度で、且つ汚れの主成分は最も落
ち易い硅酸（砂ほこり）８０％、油を含まないカーボン
の汚れは３〜５％、酸化鉄５〜１０％その他５％位であ
る。

近代化されない電車の汚れ、特に空気ブレーキに使用す
る鋳鉄制輪子摩耗による酸化鉄の固着はよ記気動車と同
様に酸化鉄が大部分で７０％位は酸化鉄、カーボン１０
〜１５％、硅酸１０％、その他５％位である。

．客車の汚れについては、牽引機により異るが、近
代化された男在においては、電気機関車によるものがほ
とんどであり、一部ディーゼル機関車により牽引されて
いる客車もある。

何れにしても、一定期間中の汚れは少く、空気制動も機
関車の制動に多くを依存しているため客車からの制動に
よる酸化鉄量も少く、ディーゼル機関車からの排気ガス
による油性を含むカーボンの量も少なく各汚れの割合は
新性能電車とほぼ等しい。

以上車種別による汚れの分析結果を集約すると、気動車
の汚れと、近代化されない電車の汚れと、近代化された
客車並に電車の汚れとの３種類に大別出来、これに応じ
て適応する洗浄剤の種類、濃度及洗浄方法を合理化すれ
ば、経済性だけでなく車両に与える悪い影響も除かれ、
自動化することにより大きく省力化につながることがわ
かる。

次に第二点として、車種別の汚れと洗浄剤の種類につい
て説明する。

現在の国鉄規格の洗浄剤について述べれば、酸
化鉄の汚れに使用する洗浄剤は、蓚酸を主成分とするＡ
洗浄剤と、油性を含むカーボンの汚れに対して使用する
中性塩を主成分とするＢ洗浄剤の二種類が規格されて、
汚れにより別々に使用されるようになっている。

実険の結果によれば、上記Ａ洗浄剤の５％水溶液を使用
すると、現在使用されている外部塗装はほとんど変色さ
れ、窓枠アルミ軽合金も酸化腐蝕してつやをなくする他
前記気動車の汚れに対しても油性を含むカーボンの汚れ
に対しては洗浄効果は殆んどない。

更に酸化鉄で汚れている車両に対して上記Ｂ剤を使用し
てもこれまた洗浄効果はほとんどない。

適応する洗浄剤を探究するため多くの実験を重ねた結果
上記Ａ剤とＢ剤と、このＡ剤とＢ剤を混合した混合剤の
三種類の洗浄剤を使用することが車両に与える影響を少
くして洗浄効果も洗浄剤の汚れに対する反応に多くを期
待しないで回転ブラシの摩擦力に多くを期待する洗浄方
法が最良であることがわかった。

第三点として、車種の形状と回転ブラシの種類について
説明する。

車種形式により洗浄する車体の形状が異るため装置の回
転ブラシの形状も同一にはならない。

主なる実例を述べる。

車体の屋根部分と外側面の接続が極端に半円形状のもの
、又車体側面下部がゆるい半円になっているもの、更に
は近代化された振子電車のように下方が著しく小さく半
円状となっている等車種の外形も大きく分けて３種類あ
り、装置の回転ブラシの形状もこれに応じて別けなけれ
ばならないのが現状である。

このように洗浄装置で重要な回転ブラシの形状を車種に
より自動的に選択するためには、現状では肩ブラシと振
子式電車のように下部の著しく寸法の異るもの及び一般
に使用する回転ブラシの三種類を車種により選択して、
装置の動作を自動化することにより、洗浄車両基地の集
約が可能となり装置も作業も合理化されなければならな
い。

第四点は、汚れと洗浄装置の動作選択についてである。

洗浄車両基地に洗浄装置を設置しようとする場合は、今
迄述べたように、車種別に汚れの大要を知り、それに適
用する洗浄剤途布装置を設け、洗浄の対象になる車種の
回転ブラシを区分しなければならない。

すなわち、車種別に適応する洗浄剤を使用して、汚れと
洗浄剤をどのようにして自動化させて洗浄するか、すな
わち車種別の洗浄工程をどのようにするかを考えねばな
らない。

即ち汚れの性質により、適応する洗浄剤と汚れの反応（
界面に附着した汚れを洗浄剤の力で遊離させる現象）に
どの程度期待出来るか、また回転ブラシの摩擦力にどの
程度期待するか、この両者を汚れの成分すなわち上記車
種別に考えてその洗浄工程を自動化しなければならない
。

又進入して来る車両列に対してどのような順序で洗浄装
置を動作させ、最終の格納迄の工程も当然自動化させな
ければならない。

而してその洗浄工程により洗浄剤途布用の回転ブラシ、
洗浄剤摩擦用の回転ブラシ水洗用の回転ブラシ等一般に
使用されている回転ブラシも前述した肩用ブラシ振子用
回転ブラシも含めて夫々の目的により順序正しく洗浄終
了迄全て自動化することになる。

第五点は車種の検知についてである。

さて車種別にすなわち気動車、客車、電車等旅客車によ
り、汚れの多少又は成分が異ること、又車種により形状
が異るため洗浄装置の回転ブラシも洗浄車両に適合させ
るためには同一形の回転ブラシでは不都合を生ずること
は既に述べた。

第五点では車種の別をどのように検知して自動回路に導
入するかが問題となり、その概要を説明する。

洗浄車両の通過車輪を検知する車両洗浄機の自動制御装
置は既に特許（特許５２０，１５１号）されている。

然しながら前記特許発明は軌条の１乃至２ケ所で検知し
たパルス信号を遅延回路に変えてこれを合成して矩形波
回路として自動回路に導入して車輪の通過を検知するだ
けであり、車種の検知は不可能であった。

この発明においては車種により変る固定台車軸距離又は
ボギ一台車中心距離或はボギー車両のＮｏ１、Ｎｏ４等
２つの組合せ車輪軸距離を利用して車種を選択すること
を特徴としている。

即ち車種により異る上記寸法２ケ所以上の車輪の同時通
過時における２つのパルス信号で車種を検知してこれを
自動回路に導入して車種を選別していることである。

この発明は、上記第一点乃至第五点の分析及び研究の結
果を、軌条車両の洗浄方法として適応総合せしめたもの
であり、すなわちこの発明は、洗浄装置内に進入する車
両列を構成する一個の車両の、車輪軸間距離を検出する
ことにより該車両の車種を電気的に自動検知する車種検
知工程と、この車種の検知により該車種に応じて洗浄等
を選択して予じめ車種に応じて設定された順序により洗
浄装置を作動させる洗浄工程を具備する軌条車両の洗浄
方法である。

次にこの発明に係る方法の実施例を図によって説明する
。

第１図は旅客車ボギー固定台車の車輪軸位相互の関係距
離を調査するための基本的な一図である。

すなわち、車両の車輪は４組あり、２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄはそれらの第１〜４の車輪軸位を示す。

ここにおいて、Ｘは台車固定軸距離、Ｙは第１台車と第
２台車の台車固定中心距離、Ｚは１位車輪軸２ａと４位
車輪軸２ｄの距離を表わすものである。

下記の表は、一般の車体洗浄基地での車種、すなわち、
新性能電車形式、旧性能電車形式、気動車形式について
、上記ｘ，ｙ，ｚの寸法を実測記録した表である。

此の表によれば第１位の車輪２ａと第４位の車輪２ｄの
軸距離Ｚ寸法１６，１００粍と第１位車輪２ａと第３位
車輪２ｃの軸距離Ｙ寸法１４，１５０粍は何れも新性能
電車に夫々共通する２種類の寸法であることがわかる。

此のようにして旧性能形式の電車は第１位の車輪２ａと
第３位め車輪２ｃ軸距離Ｙ寸法が１３，６００粍あるこ
ともわかる 上記の車体洗浄基地では更に気動車の洗浄が対象になっ
ておるが、後述の理由により第１位の車輪２ａのみで気
動車形式の車種を選択するようにした。

第２図は通過車輪の検知と車種の検出について説明する
略図である。

上記車種別のＹ，Ｚ寸法か所、すなわちＹ，Ｚの始端と
終端に対応する２か所に、車輪通過検知器３ａ〜３ｄを
設置し、車輪の通過時における上記検知器の作動により
発生するパルス信号Ｐ１〜Ｐ４を識別あるいは合成して
、車種を検出する。

第２図でもわかるように１位車輪２ａと４位車輪２ｄが
同時に通過する１６，１００粍の位置に検知器３ａと３
ｄを設置して夫々に加電圧しておくと、上記通過車両１
の車輪２ａと２ｄの通過する時代にＰ１，Ｐ４のパルス
信号が同時に発生する。

以下同様に検知器３ｂと３ｄでＰ２，Ｐ４のパルス信号
が、又検知器３ｃと３ｄでＰ３，Ｐ４のパルス信号が、
検知器３ｄでＰ４のパルス信号が発生する。

而して、信号Ｐ３の否定論理値と信号Ｐ１，Ｐ４との論
理積演算を行えば新性能電車形式の車種（クハ１０３、
クハ１ｌ１）を識別でき、信号Ｐ２，Ｐ４の論理積演算
を行えば他の新性能電車形式の車種を識別できる。

また、信号Ｐ３，Ｐ４の論理積演算を行えば旧形電車形
式の車種を識別でき、信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各否定論
理値と信号Ｐ４との論理積演算を行えば気動車形式の車
種を識別できる。

第３図は、軌条車両の新性能電車形式の両側の車体洗浄
方法を説明する片側だけの略図である。

第３図イの格納時には、洗浄剤塗布用回転ブラシ４、摩
擦又は水洗用回転ブラシ５、トルク電動．機６、車体噴
射管７、洗浄剤噴霧管８、回転ブラシ噴射管９の各部品
は、フレーム１０内に格納され上記各回転ブラシ４，５
はトルク電動機６の矢印の方向の回転トルクにより格納
固されている。

第３図口は洗浄剤を車体側面に途布する工程を示すもの
である。

洗浄される車両列がｔ１矢印の方向から装置に進入する
と、洗浄剤塗布用回転ブラシ４は低速度で矢印の方向に
回転して洗浄剤噴霧管８から新性能電車の洗浄に適した
洗浄剤水溶液を矢印の方向から供給を受けて進行中の車
体外側面に塗り付ける。

同時に摩擦回転ブラシ５，５は洗浄剤の塗布された界面
を矢印の方向に高速度で回転して洗浄剤をムラなく塗る
他摩擦力を加えて汚れを界面から汚れを遊離させる。

第３図ハはｔ２の矢印の方向から進入してくる車両列を
水洗する工程を説明するものである。

回転ブラシ４はフレーム内に格納され、水洗用回転ブラ
シ５，５は矢印の方向に回転しながら洗浄面に摩擦を加
えて車体噴射管７から車体洗浄面に清水又は中和剤を供
給して車体の汚れと洗浄剤を共に流し去る。

第４図は、軌道車両のうち旧形電車形式及び気動車形式
のように、前述した汚れの多い車体の洗浄方法を説明す
る略図である。

第４図イ，ロは既に述べた第３図イ，ロと同様な洗浄動
作であるためその説明は省略する。

第４図ハのブラッシング工程に就いて説明する。

第４図ロで汚れに応じた洗浄剤を塗布されて回転ブラシ
で５，５摩擦も加えられて、ｔ１矢印の方向に引揚げた
車体洗浄面の汚れは、成分から考えて化学的、物理的反
応で界面から遊離していない場合が多く、特に冬期は反
応が遅れて夏期は高温で乾燥して汚れは界面から遊離し
ていない場合が多い。

そのため第４図ハにおいては回転ブラシ５，５で界面に
摩擦を加える洗浄方法を行う。

洗浄剤を塗布された界面の状況は乾燥又は汚れが半遊離
の状態にあるため回転ブラシ５，５の洗浄方法を次のよ
うにして一層の洗浄効果を上げることを目的にしている
。

即ちｔ２の方向から進入してくる洗浄車両に対して、２
本の回転ブラシ５，５を矢印の方向に回転して、清水噴
射管９から清水を回転ブラシに噴射すると噴射された大
部分の清水は回転ブラシの遠心力で外方に飛散されて、
回転ブラシの繊維が洗浄界面に摺接するときは繊維の水
分により、乾燥した界面は摩擦に適当な程度に湿めらさ
れることとなり、回転ブラシ５，５は摩擦回転ブラシと
して使用する。

第４図二の工程は第３図ハの項で説明したところと同様
であるので省略する。

第５図は、車種を選択し車種の汚れに応じて洗浄方法を
自動的に制御するための電気回路図である。

すなわち、上記第２図によって説明した車輪通過検出器
３によって検出した車輪通過信号を、パルス信号発生回
路１１によってパルス信号となし、この各パルス信号を
論理演算を行う合成回路に導き、ここで周知のアンド回
路とインバータにより簡単な演算を行う。

例えば４個の第１〜第４アンド回路と４個の第１〜第４
インバータを用いて、次のように構成する。

上記第１アンド回路Ａ１は３入力アンド回路とされ、そ
の各入力端子の二つは検知器３ａ，３ｄとそれぞれ接続
されると共に残りの入力端子は検知器３ｃとインバータ
Ｉ１を介して接続される。

上記第２アンド回路Ａ２は２入力アンド回路とされ、各
入力端子は検知器３ｂ，３ｄとそれぞれ接続されている
。

上記第３アンド回路Ａ３は３入力アンド回路とされ、各
入力端子は検知器３ａ，３ｃ，３ｄと接続されている。

上記第４アンド回路Ａ４は４入力アンド回路とされ、各
入力端子のひとつは検知器３ｄと直接接続されると共に
、残りの３入力端子は検知器３ａ，３ｂ，３ｃとそれぞ
れインバータＩ３，■４，Ｉ２を介して接続されている
。

しかして、新性能電車（クハ１０３、クハ１１１）が通
過すると、その車間１６，１００ｍｍを検知器３ａ，３
ｄが検知すると共に、この電車は１３，６００間の車間
を有していないので検知器３ｃが検知していない状態が
第１インバータＡ１を介して第１アンド回路Ａ１に入力
される。

従って、第１アンド回路Ａ１のみが出力し、新性能電；
車（クハ１０３、クハ１１１）の通過を知ることができ
、このとき第２アンド回路Ａ２は検知器３ｂからの信号
がないので出力せず、第３アンド回路Ａ２は検知器３ｃ
からの信号がないので出力せず、第４アンド回路Ａ４は
検出器３ａの出力があるのでインバータＩ３の反転入力
により出力しない。

他の新性能電車が通過すると、その車間 １４１５０を検知器３ｂ，３ｄが検知し、第２アンド回
路Ａ２が出力し、他のアンド回路Ａ１，Ａ３，Ａ４は出
力しない。

旧性能電車が通過すると、その車間１６１００ｍｍと１
３６００ｍｍを検知器３ａ，３ｃ，３ｄが検知し、第３
アンド回路Ａ３が出力し、このとき第１アンド回路Ａ１
は、検知器３ｃからの信号がインバータ■１により反転
されて入力されるため出力がなく、他のアンド回路Ａ２
，Ａ４も出力しない。

気動車が通過すると、検知器３ａ，３ｂ，３ｃはその車
間を検知できないので、検知器３ｄからの信号と同じに
インバータＩ２，Ｉ３，■４からアンド回路Ａ４に反転
入力が加えられ、このアンド回路Ａ４のみが出力する。

このように簡単な論理回路で各電車の識別が可能となる
。

この識別信号を指令回路１３を通して選択回路１４に導
き、予じめ設定された順序により上記第３図及び第４図
によって説明した洗浄装置をシーケンス制御させて作動
させることにより、車両を車種に応じて自動洗浄させる
。

との発明は以上説明したように、まず洗浄装置内に進入
する車種を自動検知し、この車種に応じた、洗剤、回転
ブラシ及び洗浄動作等を自動的に選択して自動洗浄を行
なわせるようにしたので、車種が多様化し、それらの形
状、汚れ等が相違する現在の車両基地の態様に適合した
最も合理的な、車両の自動洗浄を行なわせることが出来
る効果がある。

またこの発明においては、車両列を構成する車両の車輪
の通過信号を検出することにより、該車両列の車種を検
知させるようにしたので、車種の正確な自動検知が充分
可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は車両の車輪間距離を説明する略図、第２図は車
種に応じた上記車輪の通過検出を説明する略図、第３図
及び第４図はいずれも洗浄装置の片側の該略を示す平面
図であって、第３図イ，ロ，ハは新性能電車形式の、ま
た第４図イ，ロ，ハ，二は旧形電車形式及び気動車形式
の洗浄動作を示す図、第５図は上記車輪の通過検出によ
る車種の検知から洗浄装置に対する指令に到る電気回路
を説明する電気回路のブロック説明図である。 １・・・・・・車両、２・・・・・・車輪（車輪軸）、
３・・・・・・検知器、４，５・・・・・・回転ブラシ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 洗浄装置内に進不する車両列を構成する一両の車両
   の、車輪間距離を検出することにより該車両の車種を電
   気的に自動検知する車稗検知工程と、この車種の検知に
   より該車種に応じた洗剤等を選択して予じめ車種に応じ
   て設定された順序により洗浄装置を自動作動させる洗浄
   工程を具備しており、上記車輪間距離は所定の間隔で設
   置されている復数個の検知器により検出し、上記車種検
   知は、上記複数個の検知器からの信号を論理演算する合
   成回路により行われることを特徴とする軌条車両や洗浄
   方法。