(57)【要約】【課題】  簡単な構造で、標準軌路線と狭軌路線の相互乗り入れ車両及び装置を提供する【解決手段】  一車軸に標準軌路線用の車輪２個と狭軌路線用の車輪２個、合計４個の車輪を設けた鉄道車両であって、標準軌路線用レールと狭軌路線用レールを重複させることにより四線軌条とした軌間変換区間を設け、かつ、標準軌路線の分岐部においては、狭軌路線用車輪がレールに接することなく通過できるようにポイント部に隙間を設け、狭軌路線の分岐部においては、標準軌路線用車輪がレールに接することなく通過できるようにポイント部に隙間を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲージが異なる路線どうしで相互に乗り入れする鉄道車両において、一車軸に標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂ並びに狭軌用車輪２１ａ及び２１ｂを設けた車軸１０を有する鉄道車両であって、標準軌用車輪の直径と狭軌用車輪の直径が同じである鉄道車両。
【請求項２】
請求項１による車両が走行する標準軌レール３１ａ及び３１ｂ並びに狭軌レール４１ａ及び４１ｂが互いに重複する区間であって、標準軌レール３２ａ及び３２ｂ並びに狭軌レール４２ａ及び４２ｂからなる軌間変換区間を設けた標準軌路線と狭軌路線との相互乗り入れ装置。
【請求項３】
請求項１による車両が走行する標準軌用分岐器において、ポイント３５ａ、３５ｂ及び３６ａを有し、それぞれのポイントが３５ｃａ、３５ｃｂ及び３６ｃａを支点としてそれぞれ３５ａａ、３５ｂｂ及び３６ａａの位置に可逆的に移動できて、それぞれのポイントの開いた隙間を狭軌用車輪が通過できる標準軌用分岐器。
【請求項４】
請求項１による車両が走行する狭軌用分岐器において、ポイント４５ａ、４５ｂ及び４６ａを有し、それぞれのポイントが４５ｃａ、４５ｃｂ及び４６ｃａを支点としてそれぞれ４５ａａ、４５ｂｂ及び４６ａａの位置に可逆的に移動できて、それぞれのポイントの開いた隙間を標準軌用車輪が通過できる狭軌用分岐器。
【請求項５】
請求項１において、狭軌用車輪２２ａ及び２２ｂの直径が、標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂの直径より小さい車輪、又は、標準軌用車輪の直径が、狭軌用車輪の直径より小さい車輪を設けた車軸１０を有する鉄道車両。
【請求項６】
請求項２による相互乗入れ装置の軌間変換区間において、請求項５による車両の車輪の大きさに応じて、標準軌レール３２ａ及び３２ｂと狭軌レール４３ａ及び４３ｂの高さが異なる軌間変換区間を設けた標準軌路線と狭軌路線との相互乗り入れ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、線路の幅（以下ゲージという）が異なる標準軌路線と狭軌路線を相互に乗り入れする車両、及び、相互乗り入れするための軌間変換区間を有する相互乗り入れ装置、並びに、該車両が通過できる標準軌用分岐器及び狭軌用分岐器に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば、標準軌路線用車両が狭軌路線に乗り入れする場合、狭軌路線のゲージを標準軌のゲージに改造するか、三線軌条に改造する例があった。最近では軌間可変電車（以下「フリーゲージトレイン」という）が開発中である（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】四国運輸局、“運輸おたずねコーナー：フリーゲージトレインとは”、［平成１８年２月１４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｋｔ．ｍｌｉｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｑａ／ｄａｔａ２００１．ｈｔｍ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  これらには次のような欠点があった。
狭軌路線の線路を標準軌に改造するには高い建設費用がかかり、三線軌条も同様である。また、フリーゲージトレインは、軌間変換装置上を通過する際に、時速１０ｋｍ以下で走る必要があり、連結車両が多くなるほど運行時間が長くなるなどの欠点がある。また、フリーゲージトレインでは車軸方向に車輪の可動機構を有するため構造が複雑になり故障要因の増加、安全性の低下が懸念される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  上記の欠点を解決するため、本発明の標準軌路線・狭軌路線相互乗り入れ用車両は、一車軸１０に標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂ並びに狭軌用車輪２１ａ及び２１ｂを設けたことを特徴とする。【０００５】  標準軌路線から狭軌路線への乗り入れ又は狭軌路線から標準軌路線への乗り入れのための相互乗り入れ装置として標準軌レールと狭軌レールとが互いに重複する軌間変換区間を設けた。軌間変換区間は、分岐器のない直線部において標準軌レール３２ａ及び３２ｂ並びに狭軌レール４２ａ及び４２ｂで構成する四線軌条構造とした。【０００６】  標準軌路線用分岐器においては、ポイント３５ａ、３５ｂ及び３６ａを設け、各ポイントがそれぞれ支点３５ｃａ、３５ｃｂ及び３６ｃａを支点として３５ａａ、３５ｂｂ及び３６ａａの位置に可逆的に移動できる構造とし、かつ、狭軌用車輪が通過できる隙間を設けた。【０００７】  狭軌路線用分岐器においては、ポイント４５ａ、４５ｂ及び４６ａを設け、各ポイントがそれぞれ支点４５ｃａ、４５ｃｂ及び４６ｃａを支点として４５ａａ、４５ｂｂ及び４６ａａの位置に可逆的に移動できる構造とし、かつ、標準軌用車輪が通過できる隙間を設けた。
【発明の効果】
【０００８】  本発明による車両と相互乗り入れ装置を例えば在来線への乗り入れが必要な新幹線に採用すると、在来路線の線路の改造は相互乗入れ部と分岐器の改造及び新幹線の分岐器の改造に限られ、在来線全線に亘って新幹線ゲージへ改造すること、又は、三線軌条へ改造することに較べて、建設費用の大幅に削減が図れる。【０００９】  本発明によれば、車輪を車軸に固定する方式は確立された従来の技術を利用したものであり、構造が簡単な上、安全性、耐久性等信頼性の高い相互乗り入れ用車両を提供できる。【００１０】  本発明によれば、相互乗り入れにあたり、速度を落とすことなく通常の走行速度で軌間変換区間を通過するだけで、標準軌路線から狭軌路線へ、又は、狭軌路線から標準軌路線への乗り入れが完了するため、軌間変換に伴う運行時間の増加を避けられる。【００１１】  急勾配の上り坂や下り坂、停止・発進の頻度が高い駅や操車場では、四線軌条とすれば、車輪と軌条の間の接触面が増し摩擦力が増大し、スリップ対策等安全対策が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【００１２】  以下本発明の最良の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本案請求項１による車両を標準軌の新幹線と狭軌の在来線を相互乗り入れできるミニ新幹線に利用した実施例を示す。図１（ａ）はミニ新幹線車両が新幹線用線路を走行している状況を示す。図１（ｂ）はミニ新幹線車両が在来線用線路を走行している状況を示す。図１（ｃ）は、新幹線車両が新幹線用線路を走行している状況を示す。
実施例１では標準軌用車輪の直径と狭軌用車輪の直径が同じで標準軌路線と狭軌路線とを相互乗り入れする場合の例を示す。【００１３】  図２は実施例１の一車軸四輪の例である。図２において、車軸１０に標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂ並びに狭軌用車輪２１ａ及び２１ｂを設けた。図２は標準軌用車輪と狭軌用車輪の直径が同じ場合であって、各車輪は、標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂは標準軌ゲージに適合し、狭軌用車輪２１ａ及び２１ｂは狭軌ゲージに適合するよう車軸１０に固定されている。【００１４】  標準軌路線で分岐器のない区間を走行するときは、図１（ａ）において標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂがそれぞれ標準軌レール３１ａ及び３１ｂ上を走行し、狭軌用車輪２１ａ及び２１ｂはそれぞれ標準軌レール３１ａ及び３１ｂの内側で空転し走行する。【００１５】  同様に狭軌路線で分岐器のない区間を走行するときは、図１（ｂ）において狭軌用車輪２１ａ及び２１ｂがそれぞれ狭軌レール４１ａ及び４１ｂ上を走行し、標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂはそれぞれ狭軌レール４１ａ及び４１ｂの外側で空転し走行する。【００１６】  図３（ａ）は、線路直線部における軌間変換区間であって、相互乗り入れ装置を示す平面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。軌間変換区間は標準軌レール３１ａ及び３１ｂと狭軌レール４１ａ及び４１ｂが重複する区間で、標準軌レールにおいては３２ａ及び３２ｂで、狭軌レールにおいては４２ａ及び４２ｂで互いに重複する。【００１７】  標準軌路線から狭軌路線への乗り入れは次の通りである。標準軌レール３１ａ及び３１ｂ上を図３（ａ）上方から走行してきた標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂは、標準軌レール重複部３２ａ及び３２ｂへ移動し、狭軌用車輪２１ａ及び２１ｂは狭軌レールの重複部４２ａ及び４２ｂに接する。同時に標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂは標準軌レール重複部３２ａ及び３２ｂから離れ、狭軌用車輪２１ａ及び２１ｂは狭軌レール４１ａ及び４１ｂ上を図３（ａ）下方へ走行し、該車両は標準軌路線から狭軌路線への乗り入れを完了する。
一編成に装着されている他の車輪も同様である。【００１８】  狭軌路線から標準軌路線への乗り入れは次の通りである。狭軌レール４１ａ及び４１ｂ上を図３（ａ）下方から走行してきた狭軌用の車輪２１ａ及び２１ｂは、狭軌レール重複部４２ａ及び４２ｂへ移動し、標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂは標準軌レールの重複部３２ａ及び３２ｂに接する。同時に狭軌用車輪２１ａ及び２１ｂは狭軌レール重複部４２ａ及び４２ｂから離れ、標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂは標準軌レール３１ａ及び３１ｂ上を図３（ａ）上方へ走行し、該車両は狭軌路線から標準軌路線への乗り入れを完了する。
一編成に装着されている他の車輪も同様である。【００１９】  次に、標準軌用分岐器を走行する場合について説明する。図４は標準軌用分岐器の平面図を示す。図４では枕木を省略してある。図４（ａ）において、同図下方から走行してきた標準軌用の車輪１１ａ及び１１ｂはポイント３５ａ、３５ｂ及び３６ａを通過し、同図上方へ直進する。狭軌用車輪は各ポイントの隙間を通過し標準軌レールに接することなく通過する。それぞれのポイントが支点３５ｃａ、３５ｃｂ及び３６ｃａを支点として、図４（ｂ）における３５ａａ、３５ｂｂ及び３６ａａの位置に移動し、狭軌用車輪は同図左斜め上方向へ通過する。この場合、狭軌用車輪は各ポイントの隙間を走行し標準軌レールに接することなく通過する。【００２０】  図５は狭軌用分岐器の平面図を示す。図５では枕木を省略してある。狭軌用分岐器を走行する場合は、図５（ａ）において、同図下方から走行してきた狭軌用の車輪２１ａ及び２１ｂはポイント４５ａ、４５ｂ及び４６ａを通過し、同図上方へ直進する。標準軌用車輪は各ポイントの隙間を通過し狭軌レールに接することなく通過する。それぞれのポイントが支点４５ｃａ、４５ｃｂ及び４６ｃａを支点として、図５（ｂ）における４５ａａ、４５ｂｂ及び４６ａａの位置に移動し、狭軌用車輪は同図左斜め上方向へ通過する。この場合、標準軌用車輪は各ポイントの隙間を走行し狭軌レールに接することなく通過する。
【実施例２】
【００２１】  図６は、本案請求項５の場合の一車軸四輪の例である。実施例２では狭軌用車輪の直径が標準軌用車輪の直径よりも小さい場合で、図６において、車軸１０に標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂ並びに狭軌用小車輪２２ａ及び２２ｂを設ける。標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂは標準軌ゲージに適合し、狭軌用小車輪２２ａ及び２２ｂは狭軌ゲージに適合するよう車軸１０に固定されている。【００２２】  図７は、実施例２の場合の軌間変換区間部を示す図であって、相互乗り入れ装置の例である。図７（ａ）は線路直線部における軌間変換区間を示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の側面図、図７（ｃ）はＡ−Ａ断面図を示す。軌間変換区間では、標準軌レールにおいては３２ａ及び３２ｂで、狭軌レールにおいては４３ａ及び４３ｂで互いに重複する。
狭軌用小車輪２２ａ及び２２ｂの直径は標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂの直径よりも小さいため、軌間変換区間において、標準軌レール３２ａ及び３２ｂの高さと狭軌レール４３ａ及び４３ｂの高さには差があり、直径の差に応じて狭軌レールが標準軌レールよりも高い。【００２３】  実施例２の場合の標準軌路線から狭軌路線への乗り入れについて説明する。標準軌レール３１ａ及び３１ｂ上を図７（ａ）上方から走行してきた標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂは、標準軌レールの重複部３２ａ及び３２ｂへ移動し、狭軌用小車輪２２ａ及び２２ｂは狭軌レールの重複部４３ａ及び４３ｂに接する。同時に標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂは標準軌レール重複部３２ａ及び３２ｂから離れ、狭軌用小車輪２２ａ及び２２ｂは、狭軌レール４１ａ及び４１ｂ上を図７（ａ）下方へ走行し、該車両は標準軌路線から狭軌路線への乗り入れを完了する。
一編成に装着されている他の車輪も同様である。【００２４】  狭軌路線から標準軌路線への乗入れは次の通りである。狭軌レール４１ａ、４１ｂ上を図７（ａ）下方から走行してきた狭軌用小車輪２２ａ及び２２ｂは、狭軌レール重複部４３ａ及び４３ｂへ移動し、標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂは標準軌レールの重複部３２ａ及び３２ｂに接する。同時に狭軌用小車輪２２ａ及び２２ｂは狭軌レール重複部４３ａ及び４３ｂから離れ、標準軌用車輪１１ａ及び１１ｂは、標準軌レール３１ａ及び３１ｂ上を図７（ａ）上方へ走行し、該車両は狭軌路線から標準軌路線への乗り入れを完了する。
一編成に装着されている他の車輪も同様である。【００２５】  相互乗り入れ車両が標準軌用分岐器を通過する方法は実施例１の図４の場合と同様であり、同車両が狭軌用分岐器を通過する方法は実施例１の図５の場合と同様である。
【実施例３】
【００２６】  実施例２では狭軌用車輪の直径が標準軌用車輪の直径よりも小さい場合について述べたが、実施例３では、逆に、標準軌用車輪の直径が狭軌用車輪の直径よりも小さい場合を述べる。図は省略するが、同様に各車輪の直径に応じて軌間変換区間部のレールの高さを設定することにより、相互乗り入れ装置が可能であり、該車両は標準軌路線と狭軌路線間の相互乗り入れができる。分岐部の通過も実施例１の場合と同様である。
【産業上の利用の可能性】
【００２７】  新幹線と在来線の相互乗入れの他、本発明は、ゲージが異なるＪＲと私鉄、私鉄と地下鉄、私鉄同士等の相互乗り入れにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】  （ａ）ミニ新幹線車両の新幹線用線路走行状態（ｂ）ミニ新幹線車両の在来線用線路走行状態（ｃ）新幹線走行状態
【図２】  実施例１の一車軸四輪を示す図
【図３】  （ａ）実施例１の軌間変換区間軌条平面図（ｂ）図３（ａ）のＡＡ断面図
【図４】  （ａ）標準軌用の分岐器の平面図（直進の場合）（ｂ）標準軌用の分岐器の平面図（分岐の場合）
【図５】  （ａ）狭軌用の分岐器の平面図（直進の場合）（ｂ）狭軌用の分岐器の平面図（分岐の場合）
【図６】  実施例２の一車軸四輪を示す図
【図７】  （ａ）実施例２の軌間変換区間軌条平面図（ｂ）図７（ａ）の側面図（ｃ）図７（ａ）のＡＡ断面図
【符号の説明】
【００２９】１０      車軸
１１ａ    標準軌用車輪
１１ｂ    標準軌用車輪
２１ａ    狭軌用車輪
２１ｂ    狭軌用車輪
２２ａ    狭軌用小車輪
２２ｂ    狭軌用小車輪
３１ａ    標準軌レール
３１ｂ    標準軌レール
３２ａ    標準軌レール軌間変換区間部
３２ｂ    標準軌レール軌間変換区間部
３５ａ    標準軌レールポイント部
３５ｂ    標準軌レールポイント部
３６ａ    標準軌レールポイント部
３５ｃａ  標準軌レールポイント部支点
３５ｃｂ  標準軌レールポイント部支点
３６ｃａ  標準軌レールポイント部支点
３７      標準軌用枕木
３８      標準軌用枕木軌間変換区間部
４１ａ    狭軌レール
４１ｂ    狭軌レール
４２ａ    狭軌レール軌間変換区間部
４２ｂ    狭軌レール軌間変換区間部
４３ａ    狭軌レール狭軌小車輪軌間変換区間部
４３ｂ    狭軌レール狭軌小車輪軌間変換区間部
４５ａ    狭軌レールポイント部
４５ｂ    狭軌レールポイント部
４６ａ    狭軌レールポイント部
４５ｃａ  狭軌レールポイント部支点
４５ｃｂ  狭軌レールポイント部支点
４６ｃａ  狭軌レールポイント部支点
４７      狭軌用枕木
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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