(57)【要約】      （修正有）【課題】地震発生時に、台車がレールから浮き上がらないようにし、上下左右に対して車両をレールに結合することで、高速で走行する列車の場合でも脱線、転覆の発生を防ぐ列車の浮上及び脱線防止装置を提供する。【解決手段】車両における台車の両側でレールＡの直上位置に、レールＡの上下方向に伸縮するクロスリンク３を設け、前記クロスリンク３の上端にエアシリンダ４を連結し、前記クロスリンク３の両側下端部に、扁平な円盤状の回転ホイール５を、クロスリンク３が上下に伸長して下端が閉じると、この回転ホイール５が水平姿勢になった状態でレールＡの頭部下面側に両側から係合するように取付け、前記エアシリンダ４を車両の通常走行時は伸長させてクロスリンク３を上下に畳むことで回転ホイール５を上昇位置とし、地震発生時にエアシリンダ４を収縮させてクロスリンク３を上下に伸長させて回転ホイール５をレールＡの頭部下面側に両側から係合させる。【選択図】図１
2008143495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における台車にブラケットを固定し、このブラケットのレールの上方位置にエアシリンダを取付け、そのピストン軸の下端に、ブラケットへの枢止支点を基点にしたクロスリンクの上端を連結し、このクロスリンクの両側下端に回転ホイールを取付け、前記エアシリンダの伸長でクロスリンクは上下に畳まれて両側下端が開き、回転ホイールはレールの上部両側に位置し、前記エアシリンダの収縮でクロスリンクが上下に伸長して両側下端が閉じ、両側の回転ホイールでレールの頭部下面を両側から挟み、激しい直下型地震や列車側面に当たる突風や吹き上げる竜巻などで生じる脱線転覆等を防止するようにした列車の浮上及び脱線防止装置。
【請求項２】
上記クロスリンクは、両側レールの上方に位置する双方一対で台車に設けたブラケットに開閉支点で枢止され、各のクロスリンクは一対となるリンクの上端が上記ブラケットに取付けたシリンダのピストンロッドと接続リンクでそれぞれ枢止結合され、前記一対となるリンクの下端に、エアシリンダが収縮してクロスリンクが上下に伸長し、両側下端が閉じた時レールの頭部下面に入り、レールと台車を結合する回転ホイールを取付け、このリンクと回転ホイールの間に揺動腕を設け、スプリングでこの揺動腕に常時位置決め手段に作用する方向の回動弾性を付勢した請求項１に記載の列車の浮上及び脱線防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、地震発生時の縦と前後左右の揺れ及び突風や竜巻による浮遊により、列車がレールから脱線して転覆するのを防止するための列車の浮上及び脱線防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、地震発生時の列車の脱線防止方法としては、例えば、速度の速い新幹線の場合、中央司令室の早期地震検知システム（ユレダス）により、瞬時に地震発生の検出信号を列車に送り、非常ブレーキをかけると共に、送電を停止し、地震による脱線や転覆の発生を防ぐようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかし、高速で走行する列車は、送電が停止され、非常ブレーキがかかっても、列車の高速慣性を停止させるまでには相当の距離と時間を要することになり、このため、列車が走行する状態で、地震が発生した場合、縦揺れから始まる横揺れがあっても、直線レール上は直線走行の慣性があり、カーブではカーブに沿って曲線走行の慣性があり、少しの間はレール上を走行するも、レール上の重い車体重量による上下に拘束なき滞荷荷重なれば、瞬時には脱線しないと思われるが、地震の規模が大きいと車輪のフランジがレールの上面に乗り上げることで、脱線転覆に至ることになる。【０００４】  また、線路の環境条件によっては、竜巻や突風の発生し易い場所があり、このような場所で列車の浮遊による脱線転覆事故が多発している。【０００５】  そこで、この発明の課題は、地震発生時等に、走行車に対し、早期地震検知システムにより、非常ブレーキや送電停止が瞬時に採られるが、同時に、エア四方切換弁にて台車下部に取付けられたブラケット内にあるエアシリンダが収縮し、その下端に取付けた左右相似で一体作動のクロスリンクを伸長させ、クロスリンクの下端に設けた両側回転ホイールをレールの頭部裏面側に入れて挟み、これによって台車がレールから浮き上がらないようにし、車両をレールに結合することで、高速で走行する列車の場合でも脱線の発生を防ぐことができると共に、レール側面の障害物や小突起物に衝突しても回転ホイールを外方に逃がすことができ、障害物や小突起を通過すると回転ホイールは元の位置に復帰することでレールに対して係合状態を継続して維持することができる列車の浮上及び脱線防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記のような課題を解決するため、この発明は、車両における台車の両側でレールの直上位置に、レールの幅方向に両側下端が開閉するクロスリンクを設け、前記クロスリンクの上端にこのクロスリンクを開閉させるエアシリンダを連結し、前記クロスリンクの両側下端部に、扁平な円盤状の回転ホイールを、クロスリンクが上下に伸長して下端が閉じることにより、この回転ホイールが水平姿勢になった状態でレールの頭部裏面側に両側から係合するように可能に取付け、前記シリンダを車両の通常走行時は伸長させてクロスリンクを開き、列車の進行を阻害せず、地震や突風、竜巻の発生時に前記シリンダを収縮させてクロスリンクを上下に伸長させて、双方下端の回転ホイールを閉じるようにした構成を採用したものである。【０００７】  また、上記クロスリンクは、一対となるリンクの交差部分が台車に設けたブラケットに開閉支点で枢止され、一対となるリンクの上端が上記ブラケットに取付けたシリンダのピストンロッドと接続リンクでそれぞれ枢止結合され、前記一対となるリンクの下端に、レールの幅方向に揺動可能となる揺動腕をそれぞれ枢止し、この揺動腕の下端に箱型の回転ホイールボックスを設け、これに回転ホイールを回転可能に取付け、前記一対となるリンクに、クロスリンクが上下に伸長して下端が閉じたときに揺動腕の回転ホイールがレールやポイントの僅か上部の水平姿勢になるよう保持すると同時に、回転ホイールのレールに対する離反動を許容する位置決め手段を設け、この揺動腕に常時位置決め手段に作用する方向の回動弾性を付勢した構造とすることができる。【０００８】  ここで、上記エアシリンダは、平常時は伸長してクロスリンクを上下に畳んで両側下端を開くことで回転ホイールをレールよりも上方に引き上げ、地震や突風、竜巻の発生に対し、エアシリンダは瞬時に収縮することでクロスリンクは上下に伸長し、両側下端が閉じることで回転ホイールはレール頭部の下側に対して両側から挿入され、車輪とでレールの頭部を挟むことで列車の浮上を防ぐことになる。【０００９】  上記回転ホイールは、扁平な円盤状に形成されているので、厚みが薄くなっており、このため、レールの側面下部にボルト等の突出部分があっても、これが障害物とならないよう、回転ホイールの揺動プレートのスプリングにて、回転ホイールはレールの左右方向に逃げ、これによって、レール頭部の下面側へ確実に挿入させることができ、レールに対して回転ホイールを係合させることができる。【００１０】  上記回転ホイールは、クロスリンクの両側下端に設けた揺動腕にスプリングを介して取付け、回転ホイールが走行時に異物に当たった時、支点軸により揺動腕のスプリングが伸び、回転ホイールを揺動させて継ぎ目板等の当たりを緩衝し、次いで正規の姿勢に戻ることになる。【００１１】  上記回転ホイールは、揺動と強い引き上げ力に耐えられるよう、軸の支持にラジアルとテーパーローラベアリングを使用し、軸の抜け止めとして、軸端に半丸の溝を設け、一方軸の横方向二箇所よりやや細い打ち込みピンを押入れて軸止めとしている。【００１２】  この軸の下端に深い筋があり、万が一避け得られない障害物に衝突した時、深い筋の部分から折損するアウト���ガーになっている。
【発明の効果】
【００１３】  この発明によると、地震や突風、竜巻が発生した時点でエアシリンダを収縮させ、クロスリンクを上下に伸長させて両側下端を閉じることで回転ホイールをレールの頭部下面側に両側から挿入するようにしたので、地震や突風、竜巻の発生時に両側の回転ホイールと車輪でレールの頭部下面を挟み、これによって台車をレールから浮き上がらないようにすることができ、車両をレールに対して結合することで、高速で走行する列車の場合でも浮遊による脱線の発生を防ぐことができる。【００１４】  また、回転ホイールは、扁平な円盤状であるので、レールの側面に継目板やボルトのような小突起物があっても左右に揺動し、これが障害物とならず、レール頭部の裏面側へ確実に挿入させることができ、レールに対して回転ホイールを正確に係合させることができる。【００１５】  更に、回転ホイールをレール側面の障害物に対して外方に逃がすことで、回転ホイールの破損を有効に防ぐことができ、しかも、障害物の通過後に回転ホイールは元の位置に復帰することでレールに対して係合状態に復帰し、台車をレールから浮き上がらないようにする状態を長く維持できる。【００１６】  また、列車の通常走行時はシリンダを伸長させ、クロスリンクを上下に畳んで両側下端を開き、回転ホイールをレールの頭部上面よりも上部に位置させるので、線路にポイントや踏み切り、列車検出器、案内レール等が存在しても、列車の通常走行に全く支障を与えることがなく、既存の線路をそのまま使用して脱線防止を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。【００１８】  図示のように、鉄道車両における２軸ボギー台車の下部で、車輪間や前後方向の両端部の位置に、両側レールＡの幅方向に長く下縁がレールＡの上面に達しない程度のプレート状となるブラケット１をボルトや溶接等を用いて固定し、このブラケット１の両側端部で一方レールＡの上部又は両側レールＡの上部に位置する部分に、列車の浮上及び脱線防止装置２が設けられている。【００１９】  列車の浮上及び脱線防止装置２は、ブラケット１の下部でレールＡの直上位置に取付けられ、レールＡの上下方向に折り畳みと伸長が可能となるよう両側下端が開閉するクロスリンク３と、前記クロスリンク３の上端にピストン杆の先端を連結した状態でブラケット１に取付けられ、このクロスリンク３を上下に伸縮させて両側下端を開閉させるエアシリンダ４と、前記クロスリンク３の両側下端部に取付けられ、クロスリンク３が上下に伸長して両側下端が閉じた状態でレールＡの頭部下面側に両側から係合する回転ホイール５で構成されている。【００２０】  上記クロスリンク３は、一対となるリンク３ａ、３ａの中間交差部分がブラケット１の下部に開閉支点６で枢止され、このクロスリンク３の上部に、上端部をブラケット１に取付けたエアシリンダ４が配置され、一対となるリンク３ａ、３ａの上端がエアシリンダ４のピストンロッド４ａと接続リンク７、７でそれぞれ枢止結合され、図１のように、エアシリンダ４の伸長でクロスリンク３が上下方向へ畳まれ、上下に嵩低くなって両側下端が開き、また、図２のように、エアシリンダ４の収縮でクロスリンク３は伸長して両側下端が閉じ、上下に長くなるようになっている。【００２１】  上記一対となるリンク３ａ、３ａの下端に、レールＡの幅方向に揺動可能となる揺動腕８、８が支点軸９でそれぞれ枢止され、この揺動腕８、８の下端に扁平な円盤状の回転ホイール５を軸１０で回転可能に取付け、前記一対となるリンク３ａ、３ａに、クロスリンク３が閉じたときに揺動腕８の回転ホイール５が水平姿勢になるよう保持すると同時に、回転ホイール５のレールＡに対する離反動を許容する位置決め手段となるストッパー１１を設け、クロスリンク３の途中と揺動腕８の上端の間に、この揺動腕８に常時ストッパー１１に当接作用する方向の回動弾性を付勢するスプリング１２が張設されている。【００２２】  このスプリング１２は、レールＡの頭部下面を両側から掴んだ回転ホイール５が継目板に当たった場合、回転ホイール５を外方に逃がすことによって破損の発生を防ぎ、列車の走行に支障が生じないようにしている。【００２３】  上記揺動腕８の下端部に軸１０で取付けた回転ホイール５は、エアシリンダ４が伸長してクロスリンク３が上下に畳まれた状態でレールＡの頭部上面よりも上方の両側に位置し、列車の通常走時に支障が生じないようにしていると共に、地震発生時にエアシリンダ４が収縮してクロスリンク３が上下に伸長して下端が閉じた状態で、回転ホイール５は水平となってレールＡの両側面から頭部下面側に挿入され、この回転ホイール５と台車の車輪でレールＡの頭部を上下から挟み、これによって台車がレールＡから浮き上がらないように���る。【００２４】  なお、図示省略したが、エアシリンダ４の収縮により両側の回転ホイール５でレールＡの頭部下面側を両側から掴もうとした場合、回転ホイール５が障害物に当接してレールＡの両側面から頭部裏面側に進入できないとき、揺動腕８はストッパー１１から離反することになるが、この揺動腕８の動きを電気的に検出し、エア四方切換え弁にてエアシリンダ４を伸長させて再始動させるためのセンサがクロスリンク３に設けてある。【００２５】  上記センサは、回転ホイール５が下向きに回動したとき、レールＡの頭部の下側に挿入できずにあるとこれを検知して信号を発するものであり、この信号はエア送気管の切換え弁に送られ、即座にエアシリンダ４は伸長してクロスリンク３を上下に畳むことで下端が開いて回転ホイール５を引き上げ、次いで、エアシリンダ４を収縮させてクロスリンク３の上下伸長で回転ホイール５を下降させる動作を繰り返すことで、レールＡの頭部の下面両側に回転ホイール５を確実に挿入させるものである。【００２６】  図３に示すように、上記回転ホイール５は、揺動と強い引き上げ力に耐えられるよう、揺動腕８に設けたボックス１４による軸１０の支持にラジアルベアリング１５とテーパーローラベアリング１６を使用し、軸１０の抜け止めとして、軸端に半丸の溝１７を設け、一方軸１０の横方向二箇所よりやや細い打ち込みピン１８を溝１７押入れて軸止めとしている。【００２７】  この軸１０の下端に深い筋１９があり、万が一避け得られない障害物に衝突した時、軸１０は筋１９の部分から折損するアウトリガーになっている。【００２８】  図４は、地震の揺れや大風、竜巻による台車の浮上を瞬時に検知し、エア四方切換え弁を作動させてエアシリンダ４を収縮作動させるために用いる浮上感知器２０を示し、レールＡの上部に位置するよう台車に固定したシリンダ２１内にピストン２２を上下動できるように組み込み、シリンダ２１を上下に貫通してこのピストン２２と一体に移動するスピンドル軸２３の下端に車輪受け２４を設け、この車輪受け２４にレールＡの上面直上に位置する小車輪２５を取り付けると共に、上記シリンダ２１内に、ピストン２２を常時下降位置に押し下げるスプリング２６と、シリンダ２１の内部上端とピストン２２の上面に通常は離開して電気絶縁状態となるように設けた一対の電極２７、２８を収納している。【００２９】  上記小車輪２５とレールＡの上面の間隔Ｈと電極２７、２８の間隔ｈは、２〜３ｍｍ程度に設定され、一対の電極２７、２８は、一方が主スイッチを介して電源と、他方がエア四方切換え弁に接続され、両電極２７、２８が接触してエア四方切換え弁に通電することにより、エアシリンダ４を収縮作動させることになる。【００３０】  列車の走行時は、主スイッチをオンにしておき、通常の走行においては図４のように小車輪５はレールＡの上面直上を２〜３ｍｍ程度の間隔を保って移動し、上記電極２７、２８は開いているが、地震の揺れや大風、竜巻によって台車の左右一方が少し浮き上がって他方側に傾くと、傾いた側に位置する小車輪２５がレールＡの上面に接触し、シリンダ２１に対して押し上げられることで電極２７、２８が閉じ、エア四方切換え弁に対する通電となり、このエア��方切換え弁でエアシリンダ４を収縮作動させることで速やかに両側回転ホイール５がレールＡを両側から挟み、これによって台車がレールＡから浮き上がらないようにする。【００３１】  この発明の脱線防止装置２は、上記のような構成であり、列車の通常走行時は、図１に示すように、エアシリンダ４を伸長させ、クロスリンク３を上下に畳んで両側下端を開き、両側回転ホイール５をレールＡの上面に対して上部両側に位置させるので、線路にポイントや踏み切り、列車検出器、ガイドレール等が存在しても、列車の通常走行に全く支障を与えることがなく、既存の線路をそのまま使用して脱線防止を図ることができる。【００３２】  また、地震や突風、竜巻が発生すると、通信手段による地震発生信号や突風、竜巻の情報による運転席の作動スイッチのＯＮによって、図２の如く、エア送気管の切換え弁が作動してエアシリンダ４は瞬時に収縮することで、クロスリンク３を上下方向に伸長させて両側下端を閉じ、両側の回転ホイール５をレールＡの頭部の下面側に両側から挿入させ、台車の車輪と両側回転ホイール５でレールＡの頭部を上下から挟むことで台車を介して車体の浮上を防ぎ、脱線及び転覆の発生を防止することになる。【００３３】  図２のように、両側回転ホイール５はレールＡを両側から挟むことで、横揺れに対して左右何れの方向にも脱線の防止効果が得られることになる。【００３４】  両側の回転ホイール５は、回転と引き上げ荷重があっても、ラジアルベアリング１５とテーパーローラベアリング１６により耐え、且つ、作動用エネルギーの損はなく、運転手がいち早く把握できる、現場の地震や竜巻、カーブ、鉄橋の巻上げ風や障害物、特に、対向列車があり、相互衝突の悲惨が想定される時、常用ブレーキの如くいち早く随時対応し、安全走行ができ、また、列車の大小を問わず使用できるものである。【００３５】  上記のように、両側の回転ホイール５がレールＡに係合した状態で、回転ホイール５がレールＡの継目板のような小突起物やポイント、踏み切り、列車検出器、ガイドレール等の障害物に衝突すると、回転ホイール５は揺動腕８の揺動性によりスプリング１２を伸長させて外方に逃げ、障害物を通過するとスプリング１２の弾性でレールＡへの係合位置に戻り、台車をレールＡから浮き上がらないようにする状態を長く維持できる。【００３６】  上記回転ホイール５は、クロスリンク３の両側下端に設けた揺動腕８にスプリング１２を介して取付けられているので、回転ホイール５が走行時に異物に当たった時、支点軸９により揺動腕８のスプリング１２が伸び、回転ホイール５を揺動させて継ぎ目板等の当たりを緩衝し、次いで正規の姿勢に戻ることになる。【００３７】  なお、線路における障害物の手前の位置に当り棒を設置しておき、回転ホイール５がレールＡの頭部下面側に両側から係合した状態で列車が走行するとき、障害物の手前で回転ホイール５の軸１０に取付けた揺動アーム１３が当り棒に対して当接通過すると、エアシリンダ４の伸長作動で回転ホイール５をレールＡの外側に離反させるようにし、障害物への当接による回転ホイール５の破損を防ぐことができるようにしてもよく、エアシリンダ４は設定時間後に再び収縮して回転ホイール５をレールＡの頭部裏面側に係合させることになる。【００３８】  また、新幹線のような高速車両だけでなく、列車の大小を問わず、一般の通常列車においても使用することができ、地震や突風、竜巻のほか、前方に衝突のような事故がある場合、通信手段によるか、あるいは、運転手の感覚や気転により、非常ブレーキをかけると、自動的に同調してエアシリンダ４は収縮し、回転ホイール５をレールＡの頭部下面側に両側から係合させて脱線を防止する装置である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明に係る脱線防止装置の列車が通常に走行するときの状態を示す正面図
【図２】この発明に係る脱線防止装置の地震発生時にレールをクランプした状態を示す正面図
【図３】この発明に係る脱線防止装置における回転ホイールの支持構造を拡大したレールクランプ状態の正面図
【図４】この発明に係る脱線防止装置に用いる浮上感知器の縦断正面図
【符号の説明】
【００４０】１        ブラケット
２        脱線防止装置
３        クロスリンク
４        エアシリンダ
５        回転ホイール
６        開閉支点
７        接続リンク
８        揺動腕
９        支点軸
１０      軸
１１      ストッパー
１２      スプリング
１３      揺動アーム
１４      ボックス
１５      ラジアルベアリング
１６      テーパーローラベアリング
１７      半丸の溝
１８      ピン
１９      深い筋
２０      浮上感知器
２１      シリンダ
２２      ピストン
２３      スピンドル軸
２４      車輪受け
２５      小車輪
２６      スプリング
２７      電極
２８      電極
Ａ        レール
【図１】
2008143495.tif 000003
【図２】
2008143495.tif 000004
【図３】
2008143495.tif 000005
【図４】
2008143495.tif 000006