(57)【要約】【課題】  地震発生時に台車に設けた係合ホイールをレールの頭部裏面側に位置させることで、係合ホイールと車輪でレールの頭部を挟み、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１の両側位置に、レールＡと直角方向に揺動自在となるエアシリンダ５と、このエアシリンダ５の下方に位置し、同じくレールＡと直角方向に揺動自在となる係合ホイール９を配置し、上下に位置するエアシリンダ５と係合ホイール９を、エアシリンダ５の収縮状態で係合ホイール９がレールＡの頭部上面に対して上部側方に位置し、エアシリンダ５の伸長状態で係合ホイール９がレールＡの頭部裏面側に位置するように結合し、前記エアシリンダ５を列車の通常走行時は収縮させ、地震発生時に伸長させるようにする。【選択図】図１
2007022508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における台車の両側位置に、レールと直角方向に揺動自在となるエアシリンダと、このエアシリンダの下方に位置し、同じくレールと直角方向に揺動自在となる揺動腕を配置し、この揺動腕の下端部にレールへの係合ホイールを、水平姿勢において垂直の軸心を中心に回転可能で、常時元位置に復帰する方向の回転弾性を付勢した状態で設け、上下に位置する前記エアシリンダと揺動腕を、エアシリンダの収縮状態で係合ホイールがレールの頭部上面に対して上部側方に位置し、エアシリンダの伸長状態で係合ホイールがレールの頭部裏面側に位置するように結合し、前記エアシリンダを車両の通常走行時は収縮させ、地震発生時に伸長させるようにした列車の浮上及び脱線防止装置。
【請求項２】
上記台車に設けたブラケットに揺動腕をレールと直角方向に揺動自在となるよう枢止し、この揺動腕のエアシリンダ連結部と係合ホイールの間に可破壊部を設けた請求項１に記載の列車の浮上及び脱線防止装置。
【請求項３】
上記揺動腕を取付けたブラケットに、係合ホイールの下降回動時にこの係合ホイールがレールの頭部上面に対して乗り上げた場合にこれを揺動腕の角度変化によって検出し、エアシリンダを収縮させて再始動させるためのセンサを設けた請求項１又は２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により、列車がレールから脱線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】  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的に、カーブではカーブに沿って走行慣性があり、少しの間はレール上を走行し、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、脱線に至ることになる。【０００４】  そこで、この発明の課題は、地震発生時、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のピストンとその下部に設けた係合ホイールの揺動腕を接続し、また、エアシリンダの伸長により、係合ホイールがレールの頭部裏面側に入り、係合ホイールと車輪でレールの頭部を挟み、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、係合ホイールに対して水平に回転可能で常時元位置に復帰する方向の回転弾性を付勢し、レール継ぎ目板のような小突起物に衝突しても後方に逃げ、小突起を通過すると係合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】
【０００５】  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位置に、レールと直角方向に揺動自在となるエアシリンダと、このエアシリンダの下方に位置し、同じくレールと直角方向に揺動自在となる揺動腕を配置し、この揺動腕の下端部にレールへの係合ホイールを、水平姿勢において垂直の軸心を中心に水平回転可能で、常時元位置に復帰する方向の回転弾性を付勢した状態で設け、上下に位置する前記エアシリンダと揺動腕を、エアシリンダの収縮状態で係合ホイールがレールの頭部上面に対して上部側方に位置し、エアシリンダの伸長状態で係合ホイールがレールの頭部裏面側に位置するように結合し、前記エアシリンダを車両の通常走行時は収縮させ、地震発生時に伸長させるようにした構成を採用したものである。【０００６】  また、上記台車に設けたブラケットに揺動腕をレールと直角方向に揺動自在となるよう枢止し、この揺動腕のエアシリンダ連結部と係合ホイールの間に可破壊部を設けたり、上記揺動腕を取付けたブラケットに、係合ホイールの下降回動時にこの係合ホイールがレールの頭部上面に対して乗り上げた場合にこれを揺動腕の角度変化によって検出し、エアシリンダを収縮させて再始動させるためのセンサを設けた構造とすることができる。【０００７】  ここで、上記台車に対する係合ホイールの取付けは、両側のレールに対して、外側の側面に係合する配置とするのが好ましく、また、上記エアシリンダは、平常時は縮んでピストンで係合ホイールをレールよりも上方に引き上げ、地震発生に対し、エアシリンダは瞬時に伸長することで係合ホイールはレール頭部の裏側に挿入され、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。【０００８】  上記係合ホイールは、台車に揺れがあるときでも、レール頭部の裏側に挿入しやすいように、テーパになっている。【０００９】  また、台車と車体はボギー式のため、一車両前後二点として結ばれており、従って、縦と横の揺れに対し、台車以上に車体の振り幅は大きいので、脱線防止装置を車体の下部に設けるようにすればなおよい。【００１０】  上記ブラケットに設けたセンサは、係合ホイールが下向きに回動したとき、レール頭部の裏側に挿入できずにレールの上にあると、これを揺動腕の先端で押されることによって検知し、検知信号はエア送気管の四方弁に送られ、即座にエアシリンダは収縮して係合ホイールを引き上げ、次いで、エアシリンダを伸長させて係合ホイールを下降させる動作を繰り返すことで、レール頭部の裏面側に係合ホイールを確実に挿入させるものであり、このため、係合ホイールがレール上を走行することがない。【００１１】  上記係合ホイールは、水平に回転可能で常時元位置に復帰する方向の回転弾性を付勢したので、レール継ぎ目板のような小突起物に衝突すると後方に逃げ、小突起を通過すると係合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になる。【００１２】  また、ブラケットに取付けた揺動腕の途中には、上方への引っ張り力には強いが、走行方向の衝撃に対して曲がりやすい又は折れやすいブレーカ溝による可破壊部を形成し、地震の時、ポイントやガイドレールに係合ホイールが当たった場合、��破壊部から揺動腕が折れ、列車の走行に支障が発生しないようにしている。
【発明の効果】
【００１３】  この発明によると、地震発生時にエアシリンダが伸長し、係合ホイールをレールの頭部裏面側に挿入するようにしたので、地震発生時に係合ホイールと車輪でレールの頭部を挟み、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脱線の発生を防ぐことができる。【００１４】  また、係合ホイールは、水平に回転可能で常時元位置に復帰する方向の回転弾性を付勢されているので、レール継ぎ目板のような小突起物に衝突すると後方に逃げ、小突起を通過すると係合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。【００１５】  また、列車の通常走行時はエアシリンダを収縮させ、係合ホイールをレールの頭部上面に対して上部側方に位置させるので、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】
【００１６】  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。【００１７】  図示のように、車両における２軸ボギー台車１の下部で、車輪間や車輪の前後の位置に、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ブラケット２をボルト３で固定し、このブラケット２の両側端部で両側レールＡの上部に位置する部分に、上端部が枢軸４でブラケット２に枢止され、この枢軸４を支点にレールＡと直角方向に揺動自在となるエアシリンダ５と、このエアシリンダ５の下方に位置し、、基端が枢軸６でブラケット２に枢止され、枢軸６を支点に同じくレールＡと直角方向に揺動自在となる揺動腕７を取付け、上下に位置するエアシリンダ５のピストンロッド５ａの下端と揺動腕７の先端側途中を枢止ピン８で結合し、エアシリンダ５の伸縮で揺動腕７がレールＡの長さ方向に対して直角方向に揺動するようになっている。【００１８】  上記揺動腕７の枢軸６と反対側の先端部にテーパ状の回転輪を用いた係合ホイール９を設け、エアシリンダ５の収縮状態で係合ホイール９がレールＡの頭部上面に対して上部側方に位置し（図１参照）、エアシリンダ５の伸長状態で係合ホイール９がレールＡの頭部裏面側に位置する（図２参照）ようにし、前記エアシリンダ５は図１のように、列車の通常走行時は収縮させ、係合ホイール９をレールＡの上面よりも上方に位置させるようにし、通常の走行に支障が生じないようにしている。【００１９】  また、地震発生時に、エアシリンダ５を伸長させると、図２のように、係合ホイール９がレールＡの側面で頭部裏面側に挿入され、係合ホイール９と列車の車輪でレールＡの頭部を上下から挟み、これによって台車１がレールＡから浮き上がらないようにする。【００２０】  上記揺動腕７に対する係合ホイール９の取付けは、図４と図５のように、係合ホイール９の軸１０を保持するホルダー１１の上端筒状部１１ａを、揺動腕７の下部先端に設けた円筒部１２に回転可能に嵌め合わせ、上端筒状部１１ａから円筒部１２にねじ込んだ垂直軸１３で前記嵌め合わせ部分を結合し、垂直軸１３の軸心を中心に係合ホイール９が平面的に回転可能となるようにしている。【００２１】  上記ホルダー１１に対する係合ホイール９の取付けは、軸１０の外周に設けた溝１４にホルダー１１の止めネジ１５を係合させることにより、抜け止め状態にしている。【００２２】  上記ホルダー１１の上端筒状部１１ａ内にコイルスプリング１６を平面円形状態で自由に回動しないように組込み、揺動腕７の円筒部１２に設けた差込板１７をコイルスプリング１６の線材間に差込み、コイルスプリング１６で差込板１７を定位置に押し戻す作用により、係合ホイール９に、水平姿勢において垂直軸１３の軸心を中心に回転可能で、常時作動位置に復帰する方向の回転弾性を付勢している。【００２３】  なお、係合ホイール９の作動位置とは、図２で示したように、水平姿勢においてレールＡの頭部裏面側に挿入される姿勢である。【００２４】  このように、係合ホイール９に、揺れの発生時、レールＡの側面で頭部裏面側の位置に復帰する方向の回転弾性を付勢すれば、図６（ａ）に示す列車の走行時にレールＡに係合した状態において、図６（ｂ）に示すように、係合ホイール９はレール継ぎ目板Ｂのような小突起物に衝突すると後方に逃げ、小突起を通過すると係合ホイール９は元の位置に復帰することでレールＡに対して係合状態に復帰し、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ことになる。【００２５】  上記ブラケット２には、係合ホイール９の下降回動時に、この係合ホイール９がレールＡの頭部上面に対して乗り上げた場合、揺動腕７の上端部が接することによってこれを検出するセンサ１８が設けられ、このセンサ１８はエアシリンダ５を収縮させたあと直ぐに伸長させるようになっている。【００２６】  図３のように、上記センサ１８は、係合ホイール９が下向きに回動したとき、レールＡの頭部の裏面側に挿入できずにレールＡの上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１９の切換え弁２０に送られ、即座にエアシリンダ５は収縮して係合ホイール９を引き上げ、次いで、エアシリンダ５を伸長させて係合ホイール９を下降させる動作を繰り返すことで、レールＡの頭部の裏側に係合ホイール９を確実に挿入させるものであり、このため、係合ホイール９がレールＡ上を走行することがない。【００２７】  図示のように、上記揺動腕７のエアシリンダ５の連結部と係合ホイール９の間に、上下方向への引っ張り力には強いが、列車の走行方向の衝撃に対して曲がりやすい又は折れやすい薄肉厚の可破壊部２１を形成し、地震の時、ポイントやガイドレールに係合ホイール９が当たった場合、揺動腕７が可破壊部２１から腕が折れ、列車の走行に支障が発生しないようにしている。【００２８】  なお、上記台車１に対する係合ホイール９の取付けは、両側のレールＡに対して、外側の側面に係合する配置にするのが好ましい。【００２９】  図７は、台車の前後に二台又はそれ以上の脱線防止装置を取付け、地震発生時に一つの脱線防止装置を作動させ、作動した脱線防止装置の揺動腕７が可破壊部２１から腕が折れると、予め設定した時間後に次の脱線防止装置を作動させ、レールＡに対する係合ホイール９の係合が再度得られるようにしている。【００３０】  上記揺動腕７の可破壊部２１に近い位置に変位電気スイッチ２２を設け、揺動腕７が破壊するとこれを変位電気スイッチ２２で検出し、１〜２秒後に次の脱線防止装置に作動信号を送るようになっている。【００３１】  なお、列車の高速時におけるポイントや踏み切りの通過時間は、１〜２秒にすぎず、この時間の遅れで次の予備脱線防止装置を作動させれば、障害物の通過は支障なくおこなえる。【００３２】  この発明の脱線防止装置は、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５を収縮させ、係合ホイール９をレールＡの頭部の上面に対して上部側方に位置させるので、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。【００３３】  また、地震が発生すると、通信手段による地震発生信号によって、図２の如く、エアシリンダ５は瞬時に伸長することで係合ホイール９はレールＡの頭部の裏側に挿入され、列車の車輪と係合ホイール９でレールＡの頭部を上下から挟むことで列車の浮上を防ぎ、脱線の発生を防止することになる。【００３４】  図３のように、ブラケット２のセンサ１８は、係合ホイール９が下向きに回動したとき、レールＡの頭部の裏側に挿入できずにレールＡの上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１９の切換え弁２０に送られ、即座にエアシリンダ５は収縮して係合ホイール９を引き上げ、次いで、エアシリンダ５を伸長させて係合ホイール９を下降させる動作を繰り返すことで、レールＡの頭部裏側に係合ホイール９を確実に挿入させるものであり、このため、係合ホイール９がレールＡ上を走行することがない。【００３５】  上記のように、係合ホイール９がレールＡに係合した状態で、係合ホイール９がレールＡの継ぎ目板Ｂのような小突起物に衝突すると、係合ホイール９は後方に逃げ、小突起物を通過するとレール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】  なお、台車１と車体はボギー式のため、一車両二点として結ばれており、従って、縦と横の揺れに対し、台車１以上に車体の振り幅は大きいので、脱線防止装置を車体の下部に設けるようにすればなおよい。【００３７】  また、新幹線のような高速車両だけでなく、一般の低速列車においても取付けることができ、通信手段によるか、あるいは、運転手の気転により非常ブレーキをかけた時、同時にエア弁２０の操作によって脱線防止装置を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】脱線防止装置の通常の状態を示す正面図
【図２】脱線防止装置の地震発生時の状態を示す正面図
【図３】脱線防止装置におけるセンサの働きを示す正面図
【図４】（ａ）は脱線防止装置の係合ホイール取付け部分の拡大した正面図、（ｂ）は係合ホイールと止めネジの分解した斜視図
【図５】脱線防止装置の係合ホイール取付け部分の構造を示す拡大した分解斜視図
【図６】（ａ）は脱線防止装置の係合ホイールがレールに係合した平面図、（ｂ）は係合ホイールがレールの継ぎ目板を回避した状態の平面図
【図７】脱線防止装置を複数台配置した例を示す斜視図
【符号の説明】
【００３９】１      台車
２      ブラケット
３      ボルト
４      枢軸
５      エアシリンダ
６      枢軸
７      揺動腕
８      枢止ピン
９      係合ホイール
１０    軸
１１    ホルダー
１２    円筒部
１３    垂直軸
１４    溝
１５    止めネジ
１６    コイルスプリング
１７    差込板
１８    センサ
２０    切換え弁
２１    可破壊部
２２    変位電気スイッチ
【図１】
2007022508.tif 000003
【図２】
2007022508.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007022508.tif 000007
【図６】
2007022508.tif 000008
【図７】
2007022508.tif 000009