(57)【要約】【課題】短時間内に簡単な処置を施すことにより鉄道車両下部に対する冬季における着雪を防止、除去する。【解決手段】停車または低速走行している車両の両外側から、内部スプレイ手段３および表面スプレイ手段４にノズルからこの車両の下部および下部内方に向けて着雪防止剤あるいは圧縮空気を噴射して着雪を防止するとともに着雪を除去する。【選択図】　　図５
2004051020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
停車または低速走行している鉄道車両の両外側から、この車両の下部および下部内方に向けて着雪防止剤を噴射して着雪を防止することを特徴とする鉄道車両下部の着雪防止方法。
【請求項２】
停車または低速走行している鉄道車両の両外側から、この車両の下部および下部内方に向けて圧縮空気を噴射して着雪を除去することを特徴とする鉄道車両下部の着雪除去方法。
【請求項３】
停車または低速走行している鉄道車両の両外側から、この車両の下部および下部内方に向けて着雪防止剤を噴射して着雪を防止するとともに圧縮空気を噴射して着雪を除去することを特徴とする鉄道車両下部の着雪防止除去方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の着雪防止方法に加えて鉄道車両下部上面の平坦な部分に電気式の面状ヒータを取り付けて着雪を除去することを特徴とする鉄道車両下部の着雪除去方法。
【請求項５】
停車または低速走行している鉄道車両と平行してその両外側を移動可能な走行装置を有するフレーム（１）と、前記鉄道車両に接近したことを検知する接近検知手段（７）と、前記鉄道車両の下部内方に向けて伸長可能な伸縮アーム（３２）を介して前記フレーム（１）に取り付けられた内部スプレイ手段（３）と、前記鉄道車両の下部に向けて固定アーム（４２）を介して前記フレーム（１）に取り付けられた表面スプレイ手段（４）と、前記内部スプレイ手段（３）および表面スプレイ手段（４）から着雪防止剤または圧縮空気を噴射する薬剤空気供給手段（５）とからなる鉄道車両下部の着雪防止除去装置。
【請求項６】
前記内部スプレイ手段（３）が、水平軸周りに回転して噴射方向を変更可能な、前記水平軸に対して直角方向の回転ノズル（３１２　）を有する請求項５に記載の鉄道車両下部の着雪防止除去装置。
【請求項７】
前記内部スプレイ手段（３）が、前記鉄道車両の下部内方に向けた水平方向のエアノズル（３１６　）を有する請求項６に記載の鉄道車両下部の着雪防止除去装置。
【請求項８】
前記内部スプレイ手段（３）が、前記回転ノズル（３１２　）に連動して前記エアノズル（３１６　）をふさぐことのできるふさぎ板（３１７　）を有する請求項７に記載の鉄道車両下部の着雪防止除去装置。
【請求項９】
鉄道車両下部上面の平坦な部分に電気式の面状ヒータ（８）を着脱自在に取り付けた請求項５ないし８のいずれかに記載の鉄道車両下部の着雪防止除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冬季における鉄道車両下部に対する着雪防止ならびに着雪除去を行う着雪防止除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
降雪地方での冬季の列車走行においては、屋根を始めとする車両全体への積雪の除去が古来問題となっているが、とりわけ車両下部、特に台車周りの着雪はブレーキの作動やばね系への影響による安全性低下や乗り心地の悪化を伴うだけに深刻であり、着雪防止ならびに着雪除去に多大の人力が投入されている。具体的な問題点を挙げると、
１）目視により点検する下周り機器について、着雪のために確認できない部分が生じる
２）走行中の着雪が積層され、走行風によって冷却されて氷結し、振動によって剥離し、落下した氷塊が跳ね返って列車の窓ガラスを破損する
３）前記の氷塊が分岐器通過の際の振動で運悪くトングレールの隙間に落下すると、切換え不能によるポイント故障を引き起こす
４）台車の空気ばねの表面部分や高さ調整弁等に着雪して固まり、空気ばねのばね性能を損ねる
５）ブレーキ機構の周辺に着雪して固まり、ブレーキ作用に支障を及ぼす
などの問題点が指摘され、それぞれの事故例も報告されている。
【０００３】
こうした問題点に対処するため、運転中の列車については停車駅において着雪を棒で突いたり、高圧の温水をホースで噴射したり、留置車両に対しては留置車庫内に数十台の温風ヒータを設置して長時間かけて着雪を溶かしたりしているのが現状である。このため膨大な人件費や燃料費が必要なばかりでなく、車両の下回り部分を誤って損傷するケースも発生している。
【０００４】
車両の下周り機器は、機関車、電車、気動車などの車両の種類によってもいろいろであるが、代表的な例として台車の平面図を図１９に、側面図を図２０に示す。
台車にも動力の有無、ブレーキの形式、台車の構造等でさまざまな種類があるが、この図は最近の車両によく採用されている軸梁式のボルスタレス台車を示し、枕ばねはダイレクトマウントの空気ばね、ディスクブレーキを備えた無動力台車で、９は台車、９１は台車枠、９２は車輪、９３は軸箱、９４は枕ばね、９５はブレーキシステム、Ｃは台車の上の車体、Ｒはレールである。このうち着雪を防止したい個所としては軸受箱９３（上部の軸ばねを含む）周辺、枕ばね周辺、そして台車内部のブレーキシステム９５周辺であるが、ブレーキディスク表面には薬液がかからないようにする必要がある。
【０００５】
なお、着雪防止対策として、車両の下周りを撥水性の塗料で塗装することも考えられるが、車両の下周りにはブレーキシュー、ブレーキディスク、車輪踏面、モータ通気口等、塗装してはいけない部分があり、また多数の機器、配管、配線が入り組んでいて人手による塗装作業は手間がかかり、かつ塗膜が完全に乾燥していないと却って着雪しやすいから、定期整備等の長期の工場入場の際でないと施工できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の問題点を解消し、短時間内に簡単な処置を施すことによって日常的な着雪を防止し、またかりに多少着雪しても容易にこれを除去できるようにした鉄道車両下部の着雪防止除去方法、ならびその装置を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の鉄道車両下部の着雪防止方法は、停車または低速走行している鉄道車両の両外側から、この車両の下部および下部内方に向けて着雪防止剤を噴射して着雪を防止することを特徴とするものであり、本発明の鉄道車両下部の着雪除去方法は、停車または低速走行している鉄道車両の両外側から、この車両の下部および下部内方に向けて圧縮空気を噴射して着雪を除去することを特徴とするものであり、また本発明の鉄道車両下部の着雪防止除去方法は、停車または低速走行している鉄道車両の両外側から、この車両の下部および下部内方に向けて着雪防止剤を噴射して着雪を防止するとともに圧縮空気を噴射して着雪を除去することを特徴とするものである。
【０００８】
あるいはさらに上記の着雪防止方法に加えて鉄道車両下部上面の平坦な部分に電気式の面状ヒータを取り付けて着雪を除去することを特徴とする鉄道車両下部の着雪除去方法である。
本発明の鉄道車両下部の着雪防止除去装置は、停車または低速走行している鉄道車両と平行してその両外側を移動可能な走行装置を有するフレームと、前記鉄道車両に接近したことを検知する接近検知手段と、前記鉄道車両の下部内方に向けて伸長可能な伸縮アームを介して前記フレームに取り付けられた内部スプレイ手段と、前記鉄道車両の下部に向けて固定アームを介して前記フレームに取り付けられた表面スプレイ手段と、前記内部スプレイ手段および表面スプレイ手段から着雪防止剤または圧縮空気を噴射する薬剤空気供給手段とからなるものであり、望ましくは前記内部スプレイ手段が、水平軸周りに回転して噴射方向を変更可能な、前記水平軸に対して直角方向の回転ノズルを有する前記の鉄道車両下部の着雪防止除去装置であり、あるいはまた前記内部スプレイ手段が、前記鉄道車両の下部内方に向けた水平方向のエアノズルを有する前記の鉄道車両下部の着雪防止除去装置であり、さらに前記内部スプレイ手段が、前記回転ノズルに連動して前記エアノズルをふさぐことのできるふさぎ板を有する前記の鉄道車両下部の着雪防止除去装置である。
【０００９】
あるいはまた鉄道車両下部上面の平坦な部分に電気式の面状ヒータを着脱自在に取り付けた上記の鉄道車両下部の着雪防止除去装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、始発駅の側線等の本線以外の列車の待機場所において、予め車両の両外側から車両下部および下部内方に向けて着雪防止効果のある薬液（以下「薬液」あるいは「着雪防止剤」という）を噴射して雪や塵埃の付着を防止するとともに、走行後の列車の対しては再度前記の待機場所等に入れて車両の両外側から車両下部および下部内方に向けて圧縮空気を噴射するようにしたので、前記着雪防止剤の効果と相まって容易に着雪を除去することができる。
【００１１】
さらに車両下部に予め着雪防止剤を塗布し、あるいは車両下部上面の平坦な部分に電気式面状ヒータを取り付けて加熱した状態で圧縮空気を噴射するようにすることによって一層容易に着雪を除去することができる。
使用する着雪防止剤は、即乾性で粘着性がなく、金属に対して付着力が強く撥水効果のある薬剤であり、たとえばフッ素系の塗料やフッ素系のコーティング剤等が好ましい。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明の鉄道車両下部の着雪防止除去装置（以下単に「着雪防止除去装置」と略すことがある）の実施例の片側分を示す平面図、図２は同じく実施例の片側分を図１のＡＡ方向から見た側面図、図３は同じく実施例の片側分をレール方向から見た正面図で、１はフレーム、２はフレーム１の走行手段で２１は車両用のレールの外側にこれと平行に設けられたフレーム１のための走行レール、２２は走行ローラ、２３は走行モータである。
【００１３】
本発明の着雪防止除去装置は車両の両側に別れ、同調して作動するが機械的には両側は連結されていないので、走行レール２１および走行ローラ２２は装置が転倒せずに走行できるよう、水平ローラ、縦ローラ等を適宜組み合わせたものとしてもよい。
３は車両下部内方に向けて着雪防止剤や圧縮空気を噴射する内部スプレイ手段、３１はスプレイユニット、３２は先端にスプレイユニット３１を取り付けたパンタグラフ状の伸縮アーム、３３はこの伸縮アーム３２を伸縮させる伸縮シリンダ、４は車両下部表面に向けて着雪防止剤や圧縮空気を噴射する表面スプレイ手段、４１はスプレイノズル、４２はこれを取り付けた固定アーム、５１は薬液空気供給手段５のうちの薬液を収容するタンク、５２はこれを送り出すポンプ、６２は電気配線のツナギ箱、７は本発明の着雪防止除去装置が対象である鉄道車両に接近したことを検知する接近検知手段、７１は接近センサ、７３はこれを出入りさせる伸縮シリンダである。ポンプ５２としては、例えば圧縮空気によって駆動されるエアポンプなどが好適である。
【００１４】
本発明の着雪防止除去装置における圧縮空気源として、付近の工場エアをつなぎ込むか、別途コンプレッサを用意することが必要である。
また図４は１組の内部スプレイ手段３および表面スプレイ手段４について、伸縮アーム３２を伸ばした状態で示した部分平面図で、５３は薬液空気供給手段５のうちのホース、６１は電気系統のうちのケーブルである。
【００１５】
つづいて鉄道車両下部の着雪防止除去の具体例として、図１９、２０で例示した台車の着雪を防止、除去する場合を説明する。図５は実施例の着雪防止除去装置が車両の下部の台車に合わせた位置に停止している状態を示す平面図、図６は側面図、図７は正面図である。接近検知手段７で台車の位置を検知し、これに合わせて停止した着雪防止除去装置において、内部スプレイ手段３の伸縮アーム３１が所定位置まで伸びてスプレイユニット３１がブレーキシステム９５付近にあり、一方表面スプレイ手段４のスプレイノズル４１は軸箱９３を覆う位置にある。固定アーム４２は、伸縮動作を行わないという意味であって、対象となる台車のホイールベースや軸ばね高さ等に合わせてフレーム１に対して適宜取付け位置を調整することは任意である。また台車の表面に位置する空気ばねに対するスプレイもこの表面スプレイ手段４によって行うことができる。
【００１６】
追って説明するように、内部スプレイ手段３のスプレイユニット３１および表面スプレイ手段４のスプレイノズル４１からは着雪防止剤が噴射されて車両下部表面に付着し、着雪を防止するとともに、多少着雪してもこれを圧縮空気により容易に除去することができる。
つぎに内部スプレイ手段３のスプレイユニット３１の機能の詳細について図８ないし図１１により説明する。図８はスプレイユニット３１を示す側面図、図９は同じく正面図、図１０はスプレイユニット３１の水平方向断面図、図１１は図１０におけるＢＢ矢視による部分側面図である。スプレイユニット３１は、水平軸周りに回転して噴射方向を変更可能な前記水平軸に対して直角方向の回転ノズル３１２　を有し、例えば図８に示した角度の範囲で上下左右に向けて薬液を噴射できる。一方このスプレイユニット３１には、図１０に示すように車両の下部内方に向けた水平方向のエアノズル３１６　もある。
【００１７】
３１１　は水平方向のエアノズル３１６　からのスプレイが必要以上に飛散するのを防止するノズルカバー、３１３　は回転ノズル３１２　を回転させるステッピングモータ、３１４　はその表面にかぶせた耐寒カバー、３１５　はホース５３との接続部に挿入されたロータリージョイント、３１７　はエアノズル３１６　の出口に設けられた可動式のふさぎ板、３１８　は一端にふさぎ板３１６　を取り付けたアーム、３１８ａはこのアーム３１８　を垂直姿勢に付勢するコイルばね、３１９　はアーム３１８　の他端に設けられたローラ、３１６ａは回転ノズル３１２　が下向きになったときにその出口をふさぐ固定の下部ふさぎ板である。
【００１８】
ホース５３からは圧縮空気と薬液の両方が送られてくるが、中間の電磁弁の切換えにより、薬液、あるいは圧縮空気のいずれかが噴出するようにする。ステッピングモータ３１３　で回転ノズル３１２　を回転させることにより、図８に矢印で示した角度の範囲においては、薬液が回転ノズル３１２　から水平軸に対して半径方向に噴出する。この間、水平方向のエアノズル３１６　はふさぎ板３１７　によってふさがれているので、水平方向には薬液が噴出しない。
【００１９】
回転ノズル３１２　が下向きに移動して図１１の実線で示した位置に到達すると、回転ノズル３１２　がローラ３１９　に接触し、アーム３１８　を介してふさぎ板３１７　を回転移動させるのでエアノズル３１６　が開き、圧縮空気または薬液が水平方向に噴出できる状態となる。ここで電磁弁を切り換えて圧縮空気が噴出するようにする。回転ノズル３１２　が真下向きのときは今度は回転ノズル３１２　が下部ふさぎ板３１６ａによってふさがれ、回転ノズル３１２　からの圧縮空気の噴出が止まる。
【００２０】
図１２は以上説明した圧縮空気と薬液の噴出経路、電気信号経路を示す配管配線系統図で、ＳＶ１　、ＳＶ２　、ＳＶ３　、ＳＶ４　、ＳＶ５　はそれぞれポンプ５２回転、薬液噴射、伸縮アーム伸縮、伸縮アーム伸縮ロック、接近検知装置アーム伸縮の切換用電磁弁である。すなわち前記の圧縮空気と薬液の噴出を切り換える電磁弁は図１２におけるＳＶ２　である。
【００２１】
図１３は車両下部に対して着雪防止材を噴射する場合の手順を示すフローチャート、図１４は同じく車両下部に対して圧縮空気を噴射して着雪を除去する場合の手順を示すフローチャートである。台車の例でいえば１両当たりの２基の台車について、また連結された列車の場合編成の各車両についてこのフローを繰り返すわけであるが、１か所当たりのスプレイ時間はせいぜい数秒であり、所定回数作業を繰り返しても全体の作業時間はわずかである。また対象となる車両が完全に停止していなくても、本発明の着雪防止除去装置が車両に同調して走行すれば、低速運転のまま作業を行うことも可能である。
【００２２】
なお対象となる鉄道車両はレールＲによって移動可能であり、また本発明の着雪防止除去装置も専用の走行レール２１によって移動可能であるから、いずれか一方を移動させ、接近を検知することによって作業を開始することができるが、例えば鉄道車両が長編成であれば、着雪防止除去装置の移動範囲を限定し、自走、あるいは入換機関車の使用により、１両毎に車両を順次移動させて作業を行うようにし、噴射される薬液のしぶきや滴下、落下する着雪の処理等を限られた範囲の場所で行うようにすることが望ましい。
【００２３】
さらに、台車上面の平坦な部分に電気式の面状ヒータを着脱自在に取り付けることにより、着雪を一層容易に除去することができる。その例を図面により説明する。図１５は台車枠９１の上面の平坦な部分に電気式の面状ヒータ８を着脱自在に取り付けた状態を示す台車枠の部分断面図、図１６は面状ヒータ８を取り外し状態で示す平面図で、８１は面状ヒータ８の本体部分である発熱マット、８２はこれを台車枠９１に着脱自在に取り付ける取り付けベルト、８３はバックル、８４は発熱マット８１の下面に台車枠９１との間に挿入される絶縁ゴム、８５は発熱マット８１を発熱させる電気配線である。
【００２４】
発熱マット８１はポリエチレン樹脂シートに電熱線を埋め込んだもので、床暖房用等に市販されており、任意の平面形状にカットして使用できる。必要箇所に直接貼り付けてもよいが、溶接部の亀裂検査等の台車のメンテナンスを考慮すればこの例のようにベルト等で着脱自在に取り付けることが望ましい。また、台車枠にはアース不良等によって架線電圧がかかる危険があるから、安全のため発熱マット８１と台車枠９１との間に絶縁ゴム８４を挿入することが望ましく、脱落防止のため発熱マット８１下面に接着剤で貼り付けるのがよい。発熱マット８１の表面に前記の着雪防止剤が噴射されていれば着雪除去はさらに容易である。
【００２５】
さきに図１９、図２０で示した台車に面状ヒータ８を取り付けた例を図１７、図１８に示す。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な作業によって鉄道車両下部に対する着雪を防止し、多少の着雪があってもこれを容易に除去できることにより、冬季の車両走行における車両下部に対する着雪の被害を軽減することができるという、すぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の片側分を示す平面図である。
【図２】図１のＡＡ方向から見た側面図である。
【図３】本発明の実施例の片側分をレール方向から見た正面図である。
【図４】本発明の実施例の表面スプレイ手段を示す部分平面図である。
【図５】本発明に実施例の使用状態を示す平面図である。
【図６】本発明に実施例の使用状態を示す側面図である。
【図７】本発明に実施例の使用状態を示す正面図である。
【図８】本発明の実施例におけるスプレイユニットを示す側面図である。
【図９】本発明の実施例におけるスプレイユニットを示す正面図である。
【図１０】本発明の実施例におけるスプレイユニットの水平方向断面図である。
【図１１】図１０におけるＢＢ矢視による部分側面図である。
【図１２】本発明の実施例における配管配線系統図である。
【図１３】本発明の実施例における着雪防止剤を噴射する場合のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施例における圧縮空気を噴射する場合のフローチャートである。
【図１５】本発明の実施例における面状ヒータを取り付けた一例を示す台車の部分断面図である。
【図１６】本発明の実施例における面状ヒータの一例を示す平面図である。
【図１７】本発明の実施例における面状ヒータを取り付けた台車の一例を示す平面図である。
【図１８】本発明の実施例における面状ヒータを取り付けた台車の一例を示す側面図である。
【図１９】本発明に係わる台車の一例を示す平面図である。
【図２０】本発明に係わる台車の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１　　フレーム
２　　走行手段
３　　内部スプレイ手段
４　　表面スプレイ手段
５　　薬液空気供給手段
６　　電気系統
７　　　接近検知手段
８　　面状ヒータ
９　　台車
２１　　走行レール
２２　　走行ローラ
２３　　走行モータ
３１　　スプレイユニット
３２　　伸縮アーム
３３　　伸縮シリンダ
４１　　スプレイノズル
４２　　固定アーム
５１　　タンク
５２　　ポンプ
５３　　ホース
６１　　ケーブル
６２　　ツナギ箱
７１　　検知センサ
７２　　アーム
７３　　伸縮シリンダ
８１　　発熱マット
８２　　取り付けベルト
８３　　バックル
８４　　絶縁ゴム
８５　　電気配線
９１　　　台車枠
９２　　車輪
９３　　軸箱
９４　　枕ばね
９５　　ブレーキシステム
３１１　　ノズルカバー
３１２　　回転ノズル
３１３　　ステッピングモータ
３１４　　耐寒カバー
３１５　　ロータリージョイント
３１６　　エアノズル
３１７　　ふさぎ板
３１７ａ　下部ふさぎ板
３１８　　アーム
３１８ａ　コイルばね
３１９　　ローラ
Ｃ　　車体
Ｒ　　レール
【図１】
2004051020.tif 000003
【図２】
2004051020.tif 000004
【図３】
2004051020.tif 000005
【図４】
2004051020.tif 000006
【図５】
2004051020.tif 000007
【図６】
2004051020.tif 000008
【図７】
2004051020.tif 000009
【図８】
2004051020.tif 000010
【図９】
2004051020.tif 000011
【図１０】
2004051020.tif 000012
【図１１】
2004051020.tif 000013
【図１２】
2004051020.tif 000014
【図１３】
2004051020.tif 000015
【図１４】
2004051020.tif 000016
【図１５】
2004051020.tif 000017
【図１６】
2004051020.tif 000018
【図１７】
2004051020.tif 000019
【図１８】
2004051020.tif 000020
【図１９】
2004051020.tif 000021
【図２０】
2004051020.tif 000022