(57)【要約】【課題】地震の振動、強風等による異常外力が列車に加わることを検出し電気信号を発生させる。【解決手段】本発明の列車の異常外力検知装置は、楕円錐状等の可動部材１１と、これと相似形状の空間を有し、そこに可動部材１１を収納、配置する台車２に固定される受け部材１２と、一端が可動部材１１に固定され他端が車体１の懸垂部材１３に固定された鎖、線材等の連結部材１４と、可動部材１１の突起部１１ｄの存在の有無を検出することにより可動部材１１の移動を検出する電極対等１５からなり、受け部材１２の底部近辺に配置された移動検知手段を備える。列車に異常外力が加わるときに台車２、車体１間の位置関係が所定値以上に変位し可動部材１１が連結部材１４に引っ張られて上方向に移動し、又は可動部材１１が自ら振動し上下方向に移動し、電極対等１５を開閉する。これにより急ブレーギ制御、乗務員への通報、脱線防止装置の制御などを行う。【選択図】図１
2007309911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部材と、
台車に固定され前記可動部材を収容する受け部材と
一端が前記可動部材に固定され他端が車体に固定された、前記可動部材と前記車体を接続する少なくとも一つの連結部材と、
前記可動部材の移動を検出するセンサを有する移動検出手段を備えた、車両の異常外力検出装置。
【請求項２】
錐状の形状を有する可動部材と、
台車に固定され前記可動部材と対応する形状の空間を有し、前記空間に前記可動部材を収容する受け部材と
前記可動部材の移動を検出するセンサを有する移動検出手段を備えた、車両の異常外力検出装置。
【請求項３】
錐状の形状を有する可動部材と、
台車に固定され前記可動部材と対応する形状の空間を有し、前記空間に前記可動部材を収容する受け部材と、
一端が前記可動部材に他端が車体に固定された、前記可動部材と前記車体を接続する少なくとも一つの連結部材と、
前記可動部材の移動を検出するセンサを有する移動検出手段を備えた、車両の異常外力検出装置。
【請求項４】
可動部材と、
台車に固定され前記可動部材を収容する受け部材と
前記可動部材の移動を検出するセンサを有する移動検出手段を備え、
前記センサが前記可動部材の先端または前記先端に設けられた突起部の存在の有無を検出する、車両の異常外力検出装置。
【請求項５】
可動部材と、
台車に固定され前記可動部材を収容する受け部材と
一端が前記可動部材に固定され他端が車体に固定された前記可動部材と前記車体を接続する少なくとも一つの連結部材と、
前記可動部材の移動を検出するセンサを有する移動検出手段を備え、
前記センサが前記可動部材の先端または前記先端に設けられた突起部の存在の有無を検出する、車両の異常外力検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、前記センサが前記受け部材の底部近辺に配置された一対の電極からなる、車両の異常外力検出装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、前記センサが前記受け部材の底部近辺に配置された圧力センサまたは圧力スイッチからなる、車両の異常外力検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、前記センサが前記受け部材の底部近辺に配置された近接センサまたは近接スイッチからなる、車両の異常外力検出装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、少なくとも一つの押さえ部材を設け、前記押さえ部材が、その一端が前記受け部材の頂面に固定され、他端が前記可動部材の頂面にまたがって配置された、車両の異常外力検出装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、少なくとも一つの切断可能な押さえ部材を設け、前記押さえ部材が、その一端が前記受け部材の頂面に固定され、他端が前記可動部材の頂面にまたがって配置され、前記前記押さえ部材は異常外力が車両に加わったときに切断される、車両の異常外力検出装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、前記可動部材または前記受け部材と対向する表面が複数の突起を有する、車両の異常外力検出装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、前記可動部材の比重が鋼鉄または鋳鉄と同じかまたはそれより大きい金属、合金またはセラミックからなる、車両の異常外力検出装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、前記可動部材が容器と前記容器内に配置された鋼鉄または鋳鉄と同じかまたはそれより比重の大きい充填材からなる、車両の異常外力検出装置。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、前記連結部材が鎖または線材からなる、車両の異常外力検出装置。
【請求項１５】
請求項３において、前記連結部材の一端が三角形状の固定部材を介して前記受け部材に固定され、および、または前記連結部材の他端が三角形状の懸垂部材を介して前記車体の底面近辺に固定される、
【請求項１６】
可動部材と、
台車に固定され前記可動部材を収容する受け部材と
前記可動部材の移動を検出する移動検出手段を備えた異常外力検出装置を用い、
前記車体および、または前記台車が受ける外力により前記車体と前記台車との相対的な変位量が所定値以上になったときに前記可動部材を移動させ、
この移動を前記移動検出手段により電気的に検出して車両が異常外力を受けたと判断する、車両の異常外力検出方法。
【請求項１７】
請求項１５において、前記異常外力検出装置が更に一端が前記可動部材に固定され他端が車体に固定された前記可動部材と前記車体を接続する少なくとも一つの連結部材を備える、車両の異常外力検出方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、電車、列車等の軌道上を走行する車両に異常な外力が加わったことを検出（検知、感知）する車両の異常外力検出装置および異常外力検出方法に関する。【０００２】また本発明は、電車、列車等の軌道上を走行する車両が走行中に、または停止時に、脱線、横転などに繋がる異常な振動、突風などの異常な外力が鉄道車両に加わったことを検出する車両の異常外力検出装置および異常外力検出方法に関する。
【背景技術】
【０００３】現在、主要国では鉄道は高速運行が当たり前になりそれを可能とする為に、強固な路盤及び直線区間の多い路線の設定等がなされ、一方日々の保守点検が強化されて安全な高速輸送を可能にしている。【０００４】しかしながら、わが国のような地震国においては突然な地震が高速運行中の車両に与える被害の防止方法の開発は困難を極めている。【０００５】現在、わが国では一定区間おきに地震計を線路に沿って配置して地震の初期振動、（これは縦方向のＰ波）を感知して、運転指令所から運行中の各車両に緊急停止を指令してその後に引き続き起こる脱線等を引き起こす横揺れ（横方向のＳ波）が各車両に届くまでに減速、及び停止させることにより事故の拡大、被害の最小化を目指している。【０００６】一昨年秋に起きた、中越地震でも示されたようにそれでも高速走行中に地震の横揺れにより車体が停止するまでに横転を引き起こした。【０００７】すなわち、高速走行中にその車体の直下で起きた地震には対処の時間的な余裕がない。【０００８】これを、解決するには走行中の車両が各自で、異常振動を感知して、急速な減速を速やかに行わなければならない。【０００９】一方、高速走行中の運転手などの乗りくみ員は、台車と車輪間のコイルバネ及び台車と車体間の空気バネの働きによりこれら、異常な振動を感じるのが遅れる傾向がある。【００１０】特許文献１（特開平０７−０７９５０１）には、レール上を走行する車両において、車両の台車に有する各車輪の軸受部に検出面をレール１５に向けてそれぞれ取付けられレールとの間の距離を電気的に計測するギャップセンサと、これら各ギャップセンサで計測された距離信号が入力されその距離信号を信号処理して得られるギャップ値を車輪間で比較してその差が設定レベルより大きいか否かを判定し、車輪間のギャップ値が設定レベルより大きいと判定されると脱線を検出して車両に対して非常停止させる制御装置とを備えている車両の脱線検出装置が開示されている。【００１１】特許文献２（特開平０９−０３９７９０、特許文献３（国際公開ＷＯ００／０９３７９）には、台車ばねより上の部位における上下方向加速度を上下方向加速度検出手段により検出し、上下方向加速度検出手段の検出値を二重積分手段により二重積分する。【００１２】そして、一定時間当たりの二重積分手段の演算値が、負でかつその絶対値が所定値以上であるとき、判定手段において脱線信号を発生させる鉄道車両の脱線検出方法及び装置が開示されている。【００１３】特許文献４（特開平１０−２７８７９５）には、車両の台車に、車両の振動を検出する振動センサと、その振動レベルが予め定めた判定レベルを越えたときに、脱線であると判定する判定手段と、脱線であると判定されたときに、対応する出力を与える出力手段とを備えた脱線検出装置が開示されている。【００１４】特許文献５（特開２００４−１７５１５６）には、鉄道車両が路線を走行する際に、鉄道車両の走行速度を検出すると共に、台車のばね装置よりも上側で車体に発生する鉛直方向加速度を検出すると共に、鉛直方向加速度の所定周波数範囲における成分を抽出する異常振動検出装置が開示されている。
【特許文献】
【特許文献１】特開平０７−０７９５０１
【特許文献２】特開平０９−０３９７９０
【特許文献３】国際公開ＷＯ００／０９３７９
【特許文献４】特開平１０−２７８７９５
【特許文献５】特開２００４−１７５１５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】本発明は、前述の特許文献の技術と全く異なる軌道を走行する車両の異常外力検出装置および異常外力検出方法を提供する。【００１６】本発明は、電車、列車等の軌道上を走行する車両に異常な外力が加わったことを検出する前述の特許文献の技術と比べて極めて簡単な構成からなる車両の異常外力検出装置および異常外力検出方法を提供する。【００１７】また本発明は、電車、列車等の鉄道車両が走行中に、または停止時に、脱線、横転などに繋がる地震、突風などによる異常な振動、異常な風圧などの異常外力が鉄道などの車両に加わったことを検出する鉄道などの車両の異常外力検出装置および異常外力検出方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】本発明は、可動部材と、台車に固定され前記可動部材を収容する受け部材と一端が前記可動部材に固定され他端が車体に固定された、前記可動部材と前記車体を接続する少なくとも一つの連結部材と、前記可動部材の移動を検出するセンサを有する移動検出手段を備えた、車両の異常外力検出装置である。【００１９】本発明は、錐状の形状を有する可動部材と、台車に固定され前記可動部材と対応する形状の空間を有し、前記空間に前記可動部材を収容する受け部材と前記可動部材の移動を検出するセンサを有する移動検出手段を備えた、車両の異常外力検出装置である。【００２０】本発明は、錐状の形状を有する可動部材と、台車に固定され前記可動部材と対応する形状の空間を有し、前記空間に前記可動部材を収容する受け部材と、一端が前記可動部材に他端が車体に固定された、前記可動部材と前記車体を接続する少なくとも一つの連結部材と、前記可動部材の移動を検出するセンサを有する移動検出手段を備えた、車両の異常外力検出装置である。【００２１】本発明は、可動部材と、台車に固定され前記可動部材を収容する受け部材と前記可動部材の移動を検出するセンサを有する移動検出手段を備え、前記センサが前記可動部材の先端または前記先端に設けられた突起部の存在の有無を検出する、車両の異常外力検出装置である。【００２２】本発明は、可動部材と、台車に固定され前記可動部材を収容する受け部材と一端が前記可動部材に固定され他端が車体に固定された前記可動部材と前記車体を接続する少なくとも一つの連結部材と、前記可動部材の移動を検出するセンサを有する移動検出手段を備え、前記センサが前記可動部材の先端または前記先端に設けられた突起部の存在の有無を検出する、車両の異常外力検出装置である。【００２３】上述の本発明のいずれかにおいて、前記センサが前記受け部材の底部近辺に配置された一対の電極からなることができる。【００２４】上述の本発明のいずれかにおいて、前記センサが前記受け部材の底部近辺に配置された圧力センサまたは圧力スイッチからなることができる。【００２５】上述の本発明のいずれかにおいて、前記センサが前記受け部材の底部近辺に配置された近接センサまたは近接スイッチからなることができる。【００２６】上述の本発明のいずれかにおいて、少なくとも一つの押さえ部材を設け、前記押さえ部材が、その一端が前記受け部材の頂面に固定され、他端が前記可動部材の頂面にまたがって配置されることができる。【００２７】上述の本発明のいずれかにおいて、少なくとも一つの切断可能な押さえ部材を設け、前記押さえ部材が、その一端が前記受け部材の頂面に固定され、他端が前記可動部材の頂面にまたがって配置され、前記前記押さえ部材は異常外力が車両に加わったときに切断されることができる。【００２８】上述の本発明のいずれかにおいて、前記可動部材または前記受け部材と対向する表面が複数の突起を有することができる。【００２９】上述の本発明のいずれかにおいて、前記可動部材の比重が鋼鉄または鋳鉄と同じかまたはそれより大きい金属、合金またはセラミックからなることができる。【００３０】上述の本発明のいずれかにおいて、前記可動部材が容器と前記容器内に配置された鋼鉄または鋳鉄と同じかまたはそれより比重の大きい充填材からなることができる。【００３１】上述の本発明のいずれかにおいて、前記連結部材が鎖または線材からなることができる。【００３２】上述の本発明のいずれかにおいて、前記連結部材の一端が三角形状の固定部材を介して前記受け部材に固定され、および、または前記連結部材の他端が三角形状の懸垂部材を介して前記車体の底面近辺に固定されることができる。【００３３】本発明の車両の異常外力検出方法は。車両の異常外力検出方法可動部材と、台車に固定され前記可動部材を収容する受け部材と前記可動部材の移動を検出する移動検出手段を備えた異常外力検出装置を用い、前記車体および、または前記台車が受ける外力により前記車体と前記台車との相対的な変位量が所定値以上になったときに前記可動部材を移動させ、この移動を前記移動検出手段により電気的に検出して車両が異常外力を受けたと判断する。【００３４】上述の異常外力検出方法において、前記異常外力検出装置が更に一端が前記可動部材に固定され他端が車体に固定された前記可動部材と前記車体を接続する少なくとも一つの連結部材を備えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】以下に本発明の車両の異常外力検出装置の各種の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。【００３６】（本発明の第１の実施の形態）【００３７】本発明の第１の実施の形態を図１ないし図５を参照して記述する。【００３８】図１は、本発明の実施の形態の鉄道車両の異常外力検出装置を鉄道車両に搭載した概略立面図である。【００３９】図２は、本発明の本発明の実施の形態の鉄道車両の異常外力検出装置を展開して示す概略斜視図である。【００４０】図３ないし図５は、本発明の実施の形態の鉄道車両の異常外力検出装置の原理を示す概略原理説明図である。【００４１】図３は、鉄道車両の正常な走行時または停止時の本発明の実施の形態の鉄道車両の異常外力検出装置の概略原理説明図である。【００４２】図４は、鉄道車両に横方向の異常な外力が加わった時の本発明の実施の形態の鉄道車両の異常外力検出装置の概略原理説明図である。【００４３】図５は、鉄道車両に垂直方向の異常な外力が加わった時の本発明の実施の形態の鉄道車両の異常外力検出装置の概略原理説明図である。【００４４】図１を参照して、周知のように、鉄道車両は、車軸５に接続された対をなす車輪４と、台車２と、空気バネ、枕ばねなどの左右一対のばね手段３を介して台車２の上に配置された車体１とからなる。【００４５】そして周知のように、鉄道車両は、車軸５の回転により枕木上に敷設された対を成すレール（軌道）６上を走行する。【００４６】図１、図２、図３を参照して、異常外力検出装置１０は、車体１と台車２からなる車両の左右の幅の中心線８上で車体１の下部と台車２上に配置する。【００４７】異常外力検出装置１０は、可動部材１１と、受け部材１２と、懸垂部材１３と、連結部材１４と、可動部材１１の移動の存在の有無を検出する一対の電極（センサ）１５からなる。【００４８】（可動部材）【００４８】可動部材１１は、可動錐形状部材１１ａと、可動錐形状部材１１ａの底面に固定された突起部（または可動錐形状部材１１ａの先端部分）１１ｄと、可動錐形状部材１１ａの（図１、図２、図３上での）頂面に固定された連結部材１４の一端を取り付ける固定部材１１ｂからなる。【００５０】可動錐形状部材１１ａは、図２に示すように頂面が長辺ａと短辺ｂを有する楕円形で下方に向かって楕円錐形状の構造を持つ前後方向が圧縮された楕円錐体であるのが望ましい。【００５１】固定部材１１ｂは、左右横向きに二等辺三角形の部分を有するのが望ましい。【００５２】この三角状板１１ｂの両端近辺と頂点には穴を有する取り付け金具１１ｃ１、１１ｃ２、１１ｃ３が設けられ、これらの三つの穴に連結部材１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の一端を固定する。【００５３】その代わりに三角状板１１ｂの両端近辺と頂点近辺に直接に三つの穴を設けても良い。【００５４】可動錐状部材１１は、比重が鉄材と等しいかそれより大きい鋼鉄、鋳鉄、ステンレス鋼などの金属、合金、各種のセラミックなどの錘部材である。【００５５】可動錐状部材１１の先端である突起部１１ｄが存在する。【００５６】可動錐状部材１１の先端に突起部材１１ｄを固定しても良い。【００５７】本実施の形態では、突起部材１１ｄは、可動錐状部材１１が導電性の場合には錐体本体から絶縁された良導電性金属からなるか又は良導電性金属を被覆したものからなる。【００５８】（受け部材）【００５９】受け部材１２は、可動錐状部材１１の外形と相似の錐状形状（楕円錐など）を有し、可動錐状部材１１の外形よりもわずかに寸法が小さな錐状空間（空洞）１２ａを備える。【００６０】従って受け部材１２の錐状空間１２ａに可動錐状部材１１を可動可能に収容することができる。【００６１】可動錐形状部材１１ａを楕円錐体とした場合には、受け部材１２は可動錐形状部材１１ａと相似の楕円錐表面を有する楕円錐空間１２ａを備え、可動錐形状部材１１ａを楕円錐空間１２ａに収容する。【００６２】受け部材１２は、可動錐状部材１１と同様な鋼鉄、鋳鉄、ステンレス鋼などの金属、合金、各種のセラミックからなっても良い。【００６３】受け部材１２の錐状表面にカーボン、フッ素樹脂などの潤滑性の良い物質を被覆しても良い。【００６４】（懸垂部材）【００６５】懸垂部材１３は、車両の進行方向に対して左右横向きに、かつその頂点を下向きにした二等辺三角形の部分を有する三角部材からなるのが望ましい。【００６６】三角懸垂部材１３の左右の両端近辺とその頂点には穴を有する取り付け金具１３ａ、１３ｂ、１３ｃが設けられ、これらの三つの穴に連結部材１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の他端を固定する。【００６７】三角懸垂部材１３の底面は車体の底部にねじなどにより強固に固定する。【００６８】懸垂部材１３を用いずに、三つの穴を有する金具を直接、車体の底部に固定しても良い。【００６９】（連結部材）【００７０】連結部材１４は、鎖（チェーン）、線材などからなるのが望ましい。【００７１】鎖の素材としては、例えば、鋼鉄、ステンレスなど所定の引張強さを有する金属、合金が用いられる。【００７２】線材としては、例えば、鋼線、ピアノ線、ステンレス鋼線、鉄線などの所定の引張強さと所定の弾性を有する金属線、合金線からなる単線または撚り線などが用いられる。【００７３】その代わりに線材として、カーボンファイバーからなる引張強さと所定の弾性を有する撚り線を用いしても良い。【００７４】（電極）【００７５】一対の電極１５が、受け部材１２の錐状表面１２ａの底部斜面近辺に対向して固定される。【００７６】可動錐状部材１１の先端、突起部材１１ｄ燐青銅、銅などの周知の任意の良導電性金属からなる。【００７７】車両が停止時または正常走行時には、可動錐状部材１１が受け部材１２に収容され、可動錐状部材１１の導電性を有する先端、突起部材１１ｄが一対の電極１５と接触し、−対の電極１５は導通する。【００７８】車両が異常振動、異常強風などの異常外力を受けた場合には、異常時には、可動錐状部材１１が連結部材１４により上方向に引っ張られ、それに伴って可動錐状部材１１とその先端、突起部材１１ｄが上方向に移動する。【００７９】先端、突起部材１１ｄの移動により、一対の電極１５は絶縁状態になる。【００８０】即ち、一対の電極１５は、先端、突起部材１１ｄの存在の有無を検出するセンサとして機能する。【００８１】電極対１５には、一方が電線１６の一端に接続され、他方が他方の電線１６に接続される。【００８２】一方の電線１６には電池などの電源１７が介在されている。【００８３】両方の電線１６の他端は出力端子１８と接続される。【００８４】電極１５は、燐青銅、銅などの周知の任意の良導電性金属からなる。【００８５】また、可動錐状部材１１と受け部材１２との隙間に雨水等が入り込み、可動錐状部材１１が滑りにくくしまた漏電を防止するために、受け部材１２にその底面と外部と連通す排水通路など排水装置を設けるのが望ましい。【００８６】（異常外力検出装置の原理）【００８７】図３、図４、図５を参照して本実施の形態の異常外力検出装置の原理を説明する。【００８８】既に説明したように、図３は車両の停止時又は正常走行時の異常外力検出装置の状態を示す。【００８９】この状態では、正常走行範囲内のために車体１と台車２との距離ｄ１はほぼ一定または車体１と台車２との変位は比較的に少ない。【００９０】またこの状態では、車体１の中心軸８ａは台車２の中心軸８ｂはほぼ等しいまたは少ししかずれていなく、中心線８ａと中心線８ｂとの距離（間隔）は小さい。【００９１】この正常状態では、可動錐状部材１１は台車２に固定された受け部材１２にほぼ全体が収容されている。【００９２】連結部材１４は、車体１、懸垂部材１３の穴（取付金具）に一端が固定され、他端が可動部材１１に固定され、実質的に車体１と適当な遊びを持って可動部材１１に接続されているので、連結部材１４には可動錐状部材１１を引き上げて移動させるだけの張力が作用していない。【００９３】従って、可動錐状部材１１の導電性を有する先端、突起部材１１ｄは受け部材１２の底面近辺に固定された電極対１５間に介在され、電極対１５は導電状態である。【００９４】導電状態である電極対１５は、先端、突起部材１１ｄがその近辺に存在していること、すなわち可動錐状部材１１がほとんど上方向に移動していないことを示している。【００９５】突風や地震時に、異常振動などの三次元的な異常外力が車両に色々な角度で加【００９６】鉄道車両は走行方向の振動には、車輪の構造からその振動による脱線等の被害は起こりにくいが、横方向と上下方向の振動は危険性が高い。【００９７】物理学的に種々の方向からの力が作用したとき、それらは、錐体表面上の各部で各軸方向の力成分のベクトルに分解される。【００９８】従って、本実施の形態のように、可動錐状部材１１が横方向の振動には鋭敏に反応し前後方向にはそれより鈍感に反応するようにするために、可動錐状部材１１は左右的には長い楕円の長辺ａを持ち前後的に圧縮された楕円の短辺ｂを持つことにより、本装置の鋭敏性、実用性を高めることが出来る。【００９９】車両が地震などの異常外力を受けたときに、異常外力検出装置１０と台車２、車体１が異常な方向に動き、これらに異常外力の方向の運動エネルギィーが与えられる。【０１００】比較的に比重が大きい可動部材（可動錐状部材）１１は慣性モーメントが大きいために最初に加わり移動を開始した異常方向への運動を所定時間続ける。【０１０１】台車２は車体１とは繋がれて連結し、また線路６上を走行し続けるために、その他の条件による種々の方向の力が可動部材（可動錐状部材）１１に加わる。【０１０２】そのために可動部材（可動錐状部材）１１は台車２（台車２に固定された受け部材１２）と異なる運動をする。【０１０３】その結果として可動部材（可動錐状部材）１１は相対的に受け部材１２から移動して浮き上がり電極対１５などのセンサが接触して電気信号を発生し、異常事態を感知する。【０１０４】図４は、車体１または台車２を備えた車両に平面方向、横方向の異常外力が加わったときの状態を示す。【０１０５】図４に示すように、車体１に平面方向、横方向の異常外力１９または台車２に平面方向、横方向の異常外力２０が加わったときに、車体１と台車２との距離（間隔）ｄ１は、正常時の距離と同様である。【０１０６】このとき、車体１の中心線８ａは、台車２の中心線８ｂから横方向に大きく変位して中心線８ａと中心線８ｂとの距離（間隔）ｄ２が大きくなる。【０１０７】このとき、図４に示すように、連結部材１４は、車体１、懸垂部材１３の穴（取付金具）に一端が固定され、他端が可動部材１１に固定され、実質的に車体１と適当な遊びを持って可動部材１１に接続されているので、主として両側の連結部材１４ａ（または連結部材１４ｃ）には可動錐状部材１１を引き上げて移動させるのに十分な張力が働く。【０１０８】すなわち、可動錐状部材１１は連結部材１４ａ（または連結部材１４ｃ）によって受け部材１２の円錐形表面（傾斜面）１２ａに沿って引っ張られて斜め上方向に移動する。【０１０９】従って、受け部材１２の底面近辺に固定された電極対１５間に介在されていた可動錐状部材１１の導電性を有する先端、突起部材１１ｄは電極対１５間に存在しなくなったので、電極対１５は互いに孤立して絶縁状態になる。【０１１０】絶縁状態となった電極対１５は、先端、突起部材１１ｄがその近辺に存在していないこと、すなわち可動錐状部材１１が上方向に比較的大きく移動したことを示す。【０１１１】図５は、車体１または台車２を備えた車両に上下方向の地震のＰ波などの異常外力が加わったときの状態を示す。【０１１２】図５に示すように、例えば、車体１に上方向の異常外力２１または台車２に下方向の異常外力２２が加わったときに、車体１と台車２との距離（間隔）ｄ２は、図３に示す正常時の車体１と台車２との距離ｄ１よりも大きくなる。【０１１３】このとき、図５に示すように、連結部材１４は、車体１、懸垂部材１３の穴（取付金具）に一端が固定され、他端が可動部材１１に固定され、実質的に車体１と適当な遊びを持って可動部材１１に接続されているので、主として中央の連結部材１４ｂには可動錐状部材１１を引き上げて移動させるのに十分な張力が働く。【０１１４】すなわち、可動錐状部材１１は主として連結部材１４ｂによってほぼ垂直に上方向引っ張られてほぼ垂直に上方向に移動する。【０１１５】従って、受け部材１２の底面近辺に固定された電極対１５間に介在されていた可動錐状部材１１の導電性を有する先端、突起部材１１ｄは電極対１５間に存在しなくなったので、電極対１５は互いに孤立して絶縁状態になる。【０１１６】絶縁状態となった電極対１５は、先端、突起部材１１ｄがその近辺に存在していないこと、すなわち可動錐状部材１１が上方向に比較的大きく移動したことを示している。【０１１７】本実施の形態では、上述のように電極対１５が先端、突起部材１１ｄの存在の有無を検出でき、これにより電極対１５が可動錐状部材１１が上方向に移動したことを示すセンサとなる。【０１１８】電極対１５の開閉に応じて電気信号が急ブレーキ制御装置に入力されて車両を急停車させることができる。【０１１９】またこの電気信号が運転台などに伝えられ、運転手などの乗務員に車両に異常外力が加わったことを通報することができる。【０１２０】またこの電気信号が脱線防止装置に入力されて脱線防止装置を動作させることができる。【０１２１】本実施の形態の異常外力検出装置１０は、上述のように極めて簡単かつ堅牢な構成により、車両が受ける異常外力を検出することができる効果を奏する。【０１２２】また本実施の形態の異常外力検出装置１０は、極めて簡単かつ堅牢な構成により、保守、点検が非常に容易であり保守費用が少なくてすむ。【０１２３】また本実施の形態の異常外力検出装置１０は、極めて堅牢な構成により、長期間の使用に耐え、コスト・パーフォーマンスが優れている。
（本発明の第２の実施の形態）【０１２４】本発明の第２の実施の形態を図６、図７を参照して記述する。【０１２５】本発明の第２の実施の形態は、既に説明した第１の実施の形態の一変形である。【０１２６】図６は第２の実施の形態の主要部を示す概略平面図である。【０１２７】図７は図６のＸ−Ｘ線に沿って切断した概略縦断面図である。【０１２８】第２の実施の形態は、第１の実施の形態において破断可能部材を追加したものであり、その他の部分は第１の実施の形態と同様である。【０１２９】第２の実施の形態では、第１の実施の形態の共通部分の説明はできるだけ省略し、主として第１の実施の形態と異なる部分の説明を行う。【０１３０】図６、図７を参照して、受け部材１２は、楕円錐体など錐状形状を有する可動錐状部材１１の外形と相似の楕円錐体など錐状形状を有する。【０１３１】そして可動錐状部材１１を受け部材１２に収容した時に受け部材１２の錐状表面と可動錐状部材１１の錐状表面との対向表面間に微小間隔が生じるように、受け部材１２は可動錐状部材１１の外形よりもわずかに寸法が大きな錐状空間（空洞）１２ａを備える。【０１３２】従って受け部材１２の錐状空間１２ａに可動錐状部材１１を可動可能に収容することができる。【０１３３】可動部材１１は、可動錐形状部材１１ａと、可動錐形状部材１１ａに底部に配置された突起部材（または可動錐形状部材１１ａの先端部分）１１ｄと、可動錐形状部材１１ａの頂面に固定された連結部材１４の一端を取り付ける固定部材１１ｂからなる。【０１３４】固定部材１１ｂには連結部材１４の一端を固定する穴を有する取付金具１１ｃ１、１１ｃ２、１１ｃ３が設けられている。【０１３５】電極対１５が、先端、突起部材１１ｄの存在の有無を検出するためのセンサとして受け部材１２の底部斜面近辺に配置される。【０１３６】通常は電極対１５は先端、突起部材１１ｄを挟んで通電接触状態であり、異常外力が車両に加わることにより可動錐形状部材１１ａ、先端、突起部材１１ｄが上方向に移動したときは非通電接触状態となる。【０１３７】本実施の形態では、図６、図７に示すように、切断可能な複数の押さえ部材２３ａ、２３ｂが、その一端が受け部材１２の頂面に固定され、他端が可動錐形状部材１１ａの頂面にまたがって設けられている。【０１３８】押さえ部材２３ａ、２３ｂは、片持ち構造の金属などからなり、正常時には可動錐形状部材１１ａを押さえつけ、その中間が大きな力が加わったときに切断できるようになっている。【０１３９】図６、図７に示すように、押さえ部材２３ａ、２３ｂはその中間が厚みを薄くおよび幅を狭くしている。【０１４０】また押さえ部材２３ａ、２３ｂの一端はねじ２４ａ、２４ｂなどにより受け部材１２の頂面に固定し、押さえ部材２３ａ、２３ｂの切断後に容易に交換できるようにするのが望ましい。【０１４１】従って通常車両に加わる程度の振動などの外力では可動錐形状部材１１ａが上方向の移動を防止し、車両の走行に危険となる異常外力が加わったときにのみ押さえ部材２３ａ、２３ｂが切断されて可動錐形状部材１１ａが上方向の移動できる。【０１４２】（本発明の第３の実施の形態）【０１４３】本発明の第３の実施の形態を図８を参照して記述する。【０１４４】本発明の第３の実施の形態は、既に説明した第１の実施の形態の他の一変形である。【０１４５】図８は第３の実施の形態の主要部を示す概略断面図である。【０１４６】第３の実施の形態では、第１の実施の形態の共通部分の説明はできるだけ省略し、主として第１の実施の形態と異なる部分の説明を行う。【０１４７】図８を参照して、受け部材１２は、可動錐状部材１１の外形と相似の錐状形状（楕円錐など）を有し、可動錐状部材１１の外形よりもわずかに寸法が小さな錐状空間を備える。【０１４８】可動部材１１は、可動錐形状部材１１ａと、可動錐形状部材１１ａに底部に配置された突起部材（または可動錐形状部材１１ａの先端部分）１１ｄなどからなる。【０１４９】従って受け部材１２の錐状空間に可動錐状部材１１を可動可能に収容することができる。【０１５０】電極対１５が、先端、突起部材１１ｄの存在の有無を検出するためのセンサとして受け部材１２の底部斜面近辺に配置される。【０１５１】本実施の形態では、図８に示すように受け部材１２の錐状形状表面は、点状、線状のなどの複数の突起部１２ｂが形成されてエンボス表面１２ｂとなっている。【０１５２】このように受け部材１２の表面に突起部１２ｂを設けることにより、対向する受け部材１２の表面と可動錐状部材１１の表面との接触面が小となり、図８の矢印で示すように可動錐状部材１１が受け部材１２の斜面に沿って移動する際に、摩擦抵抗を少なくすることができる。【０１５３】突起部、エンボス表面１２ｂを受け部材１２の錐状形状表面に設ける替りに、同様な突起部、エンボスを可動錐状部材１１の表面に形成してもその効果は同様である。
（本発明の第４の実施の形態）【０１５４】本発明の第４の実施の形態を図９を参照して記述する。【０１５５】本発明の第４の実施の形態は、既に説明した第１の実施の形態の他の一変形である。【０１５６】図９は第４の実施の形態の主要部を示す概略断面図である。【０１５７】第４の実施の形態では、第１の実施の形態の共通部分の説明はできるだけ省略し、主として第１の実施の形態と異なる部分の説明を行う。【０１５８】図９を参照して、受け部材１２は、可動錐状部材１１の外形と相似の錐状形状（楕円錐など）を有し、可動錐状部材１１の外形よりもわずかに寸法が小さな錐状空間を備える。【０１５９】可動部材１１は、可動錐形状部材１１ａと、可動錐形状部材１１ａに底部に配置された突起部材（または可動錐形状部材１１ａの先端部分）１１ｄなどからなる。【０１６０】従って受け部材１２の錐状空間に可動錐状部材１１を可動可能に収容することができる。【０１６１】第１の実施の形態などでは、可動錐形状部材１１ａの突起部材１１ｄの存在の有無を検出するセンサとして電極対１５を用い、電極対１５を受け部材１２の底部斜面近辺に配置している。【０１６２】これに対して、本第４の実施の形態では、突起部材１１ｄの存在の有無を検出する圧力センサ２４を受け部材１２の底部に配置している。【０１６３】正常時には、可動錐形状部材１１ａはその突起部材１１ｄが受け部材１２の底部に配置した圧力センサ２４を加圧するように受け部材１２に収納されている。【０１６４】本実施の形態に用いられる圧力センサ２４としては、感圧素子により圧力を電気信号に変換する任意のセンサである。【０１６５】圧力センサ２４自体、またはこれと電子回路とを組み合わせることにより、予め設定した圧力値をこえたときに、出力信号伝達用配線２５から電気信号として出力することができる。【０１６６】圧力センサ２４には、必要に応じて電力供給用配線２６により電力が供給される。【０１６７】例えば、圧力センサ２４として加圧により電気接点対が開閉する圧力スイッチ、加圧により電気抵抗が変化する感圧抵抗体、感圧半導体、感圧ゴムなどの感圧抵抗素子などが用いられる。【０１６８】通常、可動錐形状部材１１ａが突起部材１１ｄを介して圧力センサ２４を加圧し、可動錐形状部材１１ａか上方向に移動するときに圧力センサ２４の加圧が解かれて、圧力センサ２４が突起部材１１ｄの存在の有無を検出し、電気信号を発生する。【０１６９】突起部材１１ｄの存在の有無を検出するセンサとして圧力センサ２４を用いる替りに、突起部材１１ｄの材質を検出する任意の近接センサ（近接スイッチ）２７を用いても良い。【０１７０】図９の鎖線の矩形で示す近接センサ（近接スイッチ）２７は、受け部材１２の底部斜面近辺に配置されている。【０１７１】例えは、近接センサ（近接スイッチ）２７が磁気感応型の場合には、突起部材１１ｄとして磁石を用いる。【０１７２】例えは、近接センサ（近接スイッチ）２７が磁性感応型の場合には、突起部材１１ｄとして鉄などの磁性体を用いる。【０１７３】例えは、近接センサ（近接スイッチ）２７が半導体発光素子と半導体受光素子を有する光電変換型の場合には、突起部材１１ｄとしてそれ自体またはその表面を光反射性または光吸収性とする。【０１７４】（本発明の第５の実施の形態）【０１７５】本発明の第５の実施の形態を図１０を参照して記述する。【０１７６】本発明の第５の実施の形態は、既に説明した第１の実施の形態の他の一変形である。【０１７７】図１０は第５の実施の形態の主要部を示す概略断面図である。【０１７８】第５の実施の形態では、第１の実施の形態の共通部分の説明はできるだけ省略し、主として第１の実施の形態と異なる部分の説明を行う。【０１７９】図１０を参照して、可動錐状部材１１’は、可動錐形状容器１１’ａと、可動錐形状容器１１’内に充填された比重が鋼鉄、鋳鉄よりも大きな充填物１１’ｅおよび、または充填物１１’ｆと、可動錐形状容器１１’ａの底部に配置された突起部材（または可動錐形状部材１１ａの先端部分）１１ｄなどからなる。【０１８０】従って可動錐状部材１１’は受け部材１２（図２などを参照）の錐状空間に収容され、可動可能となる。【０１８１】可動錐形状容器１１’ａの頂面には連結部材１４の一端を固定する穴付き金具１１ｃを有する固定部材１１ｂが設けられ、連結部材１４の他端は車両に固定される。【０１８２】第１実施の形態の可動錐状部材１１と異なり、第５実施の形態の可動錐状部材１１’では鋼鉄、ステンレス鋼などの堅牢な可動錐形状容器１１’内に充填物１１’ｅおよび、または充填物１１’ｆを配置している。【０１８３】従って充填物１１’ｅとして鉛などの非常が大きいが柔らかい金属を用いることができる。【０１８４】または充填物１１’ｅとしては、可動錐形状容器１１’内に金属、セラミックなど比重が鋼鉄、鋳鉄より大きい複数の粉体、球体などの形状の物体を充填、密封して全体として比重が大きい錘としても良い。【０１８５】または可動錐形状容器１１’内に鉛、合成樹脂などの充填物１１’ｅと金属球、金属片１１’ｅを同時に充填しても良い。【０１８６】以上に添付図面を参照して各種の本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、本発明の精神と特許請求の範囲に基づいて各種の変形、設計変更および改良が可能であることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１８７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の鉄道車両の異常外力検出装置を鉄道車両に搭載した概略立面図である。
【図２】図２は、本発明の本発明の実施の形態の鉄道車両の異常外力検出装置を展開して示す概略斜視図である。
【図３】図３は、鉄道車両の正常な走行時または停止時の本発明の実施の形態の鉄道車両の異常外力検出装置の概略原理説明図である。
【図４】図４は、鉄道車両に横方向の異常な外力が加わった時の本発明の実施の形態の鉄道車両の異常外力検出装置の概略原理説明図である。
【図５】図５は、鉄道車両に垂直方向の異常な外力が加わった時の本発明の実施の形態の鉄道車両の異常外力検出装置の概略原理説明図である。
【図６】図６は第２の実施の形態の主要部を示す概略平面図である。
【図７】図７は図６のＸ−Ｘ線に沿って切断した概略縦断面図である。
【図８】図８は第３の実施の形態の主要部を示す概略断面図である。
【図９】図９は第４の実施の形態の主要部を示す概略断面図である。
【図１０】図１０は第５の実施の形態の主要部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１８８】１：  車体
２：  台車
３：  空気バネ（枕バネ、ばね手段）
４：  車輪
５：  車軸
６：  レール
７：  枕木
８：  中心線
８ａ：  車体の中心線
８ｂ：  台車中心線
１０：  異常外力検出装置
１１：  可動部材（可動錐状部材、可動錘部材）
１１’：  可動部材（可動錐状部材、可動錘部材）
１１ａ：  錐状部材
１１’ａ：  錐状容器
１１ｂ：  三角状部材（線材、連結部材の固定部）
１１ｃ：  線材、連結部材の固定金具
１１ｃ１：  線材、連結部材の固定金具
１１ｃ２：  線材、連結部材の固定金具
１１ｃ３：  線材、連結部材の固定金具
１１ｄ：  突起部材、突起部（可動部材の先端）
１１’ｅ：  充填物
１１’ｆ：  充填物
１２：  可動錐状部材の受け部材（台車に固定）
１２ａ：  可動錐状部材の受け部材
１２ａ：  錐状空間（空洞）
１２ｂ：  エンボス表面
１３：  懸垂部材（車体に固定）
１３ａ：  線材、連結部材の固定金具
１４：  線材、鎖（連結部材）
１５：  電極（移動検出手段）
１６：  電気的配線
１７：  電池（電源）
１８：  出力端子
２３ａ：押さえ部材
２３ｂ：押さえ部材
２４：  圧力センサ（移動検出手段）
２５：  出力信号伝達用配線
２６：  電力供給用配線
２７：  近接スイッチ、近接センサ（移動検出手段）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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