(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道の軌道上をエンジンで走行する気動車の前記エンジンを始動するための始動装置であって、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気によって作動するエンジン始動用の空気モータを備え、
前記圧縮空気供給源および前記空気モータの作動を制御する制御装置の制御電圧が、前記気動車と併結運転される電車側の制御電圧と等しいことを特徴とする気動車のエンジン始動装置。
【請求項２】
前記圧縮空気供給源が、バッテリ駆動の電動モータによって作動する空気圧縮装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の気動車のエンジン始動装置。
【請求項３】
前記気動車が複数のエンジンを搭載するとともに、前記圧縮空気供給源が、少なくとも１台の前記エンジンによって駆動される空気圧縮装置をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の気動車のエンジン始動装置。
【請求項４】
前記圧縮空気供給源が、前記気動車に搭載されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の気動車のエンジン始動装置。
【請求項５】
前記圧縮空気供給源が、前記気動車に搭載された空圧機器に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給源を兼ねることを特徴とする請求項４に記載の気動車のエンジン始動装置。
【請求項６】
前記圧縮空気供給源が、前記気動車の外部に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の気動車のエンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道の軌道上をエンジンによって走行する気動車のエンジン始動装置に関し、より詳しくは、通常用いられる電動のスタータモータに代えて、圧縮空気で作動する空気モータによりエンジンを始動させる始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旅客を輸送する鉄道車両は、都市部や主要路線等の電化区間を電動モータによって走行する「電車」と、地方路線等の非電化区間をエンジンによって走行する「気動車」とに大別される。
【０００３】
ところで、非電化区間に点在している観光地や保養地等に向かって、気動車で編成した直通列車を都市部から直通運転することができれば、これまで途中駅で電車から気動車への乗り換えを余儀なくされていた多くの観光客の利便性を向上させることができる。しかしながら、都市部では過密な列車ダイヤが組まれているため、気動車で編成した直通列車を列車ダイヤに新たに組み入れることはなかなか困難である。
【０００４】
そこで、近年、電車編成の列車と気動車編成の列車とを併結して列車密度の高い都市部の線区を一緒に走行させることにより、列車ダイヤを大幅に変更することなく、気動車編成の列車を都市部から観光地や保養地等に直通運転する試みが種々なされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、上述のように電車編成の列車と気動車編成の列車とを併結して運転する際には、双方の列車の運転台から相手側列車の加減速や制動等を制御できるようにしなければならない。そこで、双方の列車の制御系統を統一する必要があるが、電車側の制御電圧がＤＣ１００Ｖであるのに対して気動車側の制御電圧はＤＣ２４Ｖで、電車側のそれとは異なっている。
【０００６】
このため、車両台数の少ない気動車側の制御電圧をＤＣ１００Ｖに変更するのであるが、エンジン始動用のスタータモータにはＤＣ１００Ｖ定格のものが存在せず、その開発には長期間を要する。さらに、ＤＣ２４Ｖ定格の始動用スタータモータをこれまで通り使用するためには、バッテリや制御器等をＤＣ１００Ｖ用とＤＣ２４Ｖ用とを２重に装備しなければならず、製造コストや車両重量、床下に搭載する機器のスペース等、極めて大きなロスが生じてしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ＤＣ１００Ｖ定格のスタータモータを用いることなくエンジンを始動することができる気動車を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の気動車のエンジン始動装置は、鉄道の軌道上をエンジンで走行する気動車の前記エンジンを始動するための始動装置であって、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気によって作動するエンジン始動用の空気モータを備える。
そして、前記圧縮空気供給源および前記空気モータの作動を制御する制御装置の制御電圧は、前記気動車と併結運転される電車側の制御電圧と等しいことを特徴とする。
なお、前記圧縮空気供給源は、バッテリ駆動の電動モータによって作動する空気圧縮装置を備えることができる。
また、前記気動車が複数のエンジンを搭載するとともに、前記圧縮空気供給源は、少なくとも１台の前記エンジンによって駆動される空気圧縮装置をさらに備えることができる。
また、前記圧縮空気供給源は、前記気動車に搭載することができる。
この場合、前記圧縮空気供給源は、前記気動車に搭載された空圧機器に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給源を兼ねることができる。
また、前記圧縮空気供給源は、前記気動車の外部に設けることもできる。
【０００９】
すなわち、本発明による気動車のエンジン始動装置は、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気によって作動する空気モータを用いて気動車のエンジンを始動するものであるから、エンジンを始動するためのＤＣ１００Ｖ定格のスタータモータを必要としない。
そして、圧縮空気供給源や空気モータの作動を制御する制御装置の制御電圧を、併結運転する電車側の制御電圧と等しくすることにより、その作動を気動車側および電車側の両方から確実に制御することができる。
また、バッテリ駆動の電動モータによって作動する空気圧縮装置を備えることにより、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気の圧力が低い場合であっても、高い圧力の空気を圧縮空気供給源に蓄えてエンジンを始動することができる。
さらに、複数のエンジンを搭載した気動車においては、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気によって空気モータを作動させ、少なくとも１台のエンジンを始動させた後、始動させたエンジンによって空気圧縮装置を作動させて圧縮空気供給源に圧縮空気を蓄え、次のエンジンの始動に用いることができる。
そして、圧縮空気供給源を気動車に車載すれば、気動車がどこに位置していようとも、エンジンを始動することができる。
この場合、圧縮空気供給源は、気動車に搭載された空圧機器、例えば気動車の走行を制動する空気ブレーキや、乗降扉開閉用のエアシリンダ、さらには車体を台車枠上に懸架する空気ばねに圧縮空気を供給するための圧縮空気供給源を兼ねることができる。
一方、圧縮空気供給源を気動車以外の部分、例えば車両基地に固定して設置したりトラック等に積載したりすれば、気動車の重量を軽量化することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による一実施形態の気動車のエンジン始動装置について、図１乃至図３を参照して詳細に説明する。ここで、図１は本発明の気動車を電車と併結運転する状態で模式的に示した側面図、図２は本発明を適用する気動車の機器配置を模式的に示した平面図、図３は本発明の気動車に用いる空気モータの断面図である。
【００１１】
図１に示した本実施形態の気動車１は、鉄道の軌道Ｋ上をディーゼルエンジン２によって走行する鉄道車両であって、同じく軌道Ｋ上を電動モータ３によって走行する電車４と共に、連結器５を介して併結した状態で運転することができる。また、これらの気動車１および電車４は渡り線６を介して電気的に接続され、共にＤＣ１００Ｖの制御電圧によって各種機器の作動が制御される。
【００１２】
図２に示したように、本実施形態の気動車１は前後一対のディーゼルエンジン２，２を搭載している。そして、これらのディーゼルエンジン２，２が出力する駆動力は、トルクコンバータを内蔵した変速機７，７を介してプロペラシャフト８，８に出力された後、減速機９，９を介して前後一対の駆動軸１０，１０をそれぞれ駆動する。
【００１３】
一方、前後一対のディーゼルエンジン２，２には、ディーゼルエンジン始動用の空気モータ１１，１１がそれぞれ付設されている。これらの空気モータ１１は空気配管１２を介して、圧縮空気供給源としての圧縮空気タンク１３に接続されている。前記圧縮空気タンク１３から供給される圧縮空気は、図３に示したように、圧縮空気供給口１４から気筒１５内に供給され、ロータ１６を回転させた後に排気口１７から放出される。前記ロータ１６によって回転駆動されるピニオンギヤ１８は、減速ギヤ１９と噛み合ってカウンタシャフト２０を減速回転させる。そして、前記カウンタシャフト２０に取り出された駆動力は、トルクリミッタ２１を介して駆動ピニオン２２に伝達された後、ディーゼルエンジン２のクランクシャフトを回転させる被駆動ギヤ２３を回転駆動する。
【００１４】
また、前記圧縮空気タンク１３には、気動車１に搭載されたバッテリ２４によって駆動される電動モータを内蔵した、小型空気圧縮装置２５が空気配管２６を介して接続されている。これにより、圧縮空気タンク１３内の圧縮空気の圧力が低下した場合でも、前記小型空気圧縮装置２５を用いて圧縮空気タンク１３内に圧縮空気を蓄え、空気モータ１１を用いてディーゼルエンジン２を始動させることができる。なお、バッテリ２４は、ＤＣ１００Ｖのものである。
【００１５】
さらに、圧縮空気タンク１３には、ディーゼルエンジン２，２によってそれぞれ駆動される空気圧縮装置２７，２７が、空気配管２８を介して接続されている。これにより、前後一対のディーゼルエンジン２，２のいずれか一方を始動させた後、始動させたディーゼルエンジンによって前記空気圧縮装置２７を駆動し、圧縮空気タンク１３に圧縮空気を蓄えつつ、空気モータ１１によって他方のディーゼルエンジン２を始動させることができる。
【００１６】
なお、圧縮空気タンク１３内に蓄えられた圧縮空気は、空気モータ１１，１１ばかりでなく、気動車１の走行を制動する空気ブレーキや、乗降扉を開閉するエアシリンダ、さらには台車枠上に車体を懸架する空気ばね等の空圧機器にも供給される。すなわち、圧縮空気タンク１３は、各種の空圧機器に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給源をそのまま活用したものである。
【００１７】
また、空気モータ１１や小型空気圧縮装置２５、空気配管１２，２６，２８の途中にそれぞれ配置される図示されない制御弁等の作動を制御する、やはり図示されない制御装置は、気動車１および電車４間で統一されたＤＣ１００Ｖの制御電圧によってその作動が制御される。
【００１８】
すなわち、本実施形態における気動車のエンジン始動装置は、圧縮空気タンク１３から供給される圧縮空気によって作動する空気モータ１１によりディーゼルエンジン２を始動するものであるから、ＤＣ１００Ｖ定格のスタータモータを必要としない。
【００１９】
そして、空気モータ１１や小型空気圧縮装置２５、空気配管１２，２６，２８の途中にそれぞれ配置される制御弁等の作動を制御する制御装置の制御電圧を、併結運転する電車の制御電圧と等しくしたので、その作動を気動車１および電車４の両方の運転台から確実に制御することができる。
【００２０】
また、バッテリ２４によって駆動される電動モータを内蔵した小型空気圧縮装置２５を備えるので、圧縮空気タンク１３に蓄えられた圧縮空気の圧力が低い場合でも、高い圧力の圧縮空気を圧縮空気タンク１３に蓄えて、ディーゼルエンジン２の始動を可能とすることができる。さらに、一方のディーゼルエンジン２を始動させた後、始動させたディーゼルエンジン２によって空気圧縮装置２６を駆動して圧縮空気タンク１３に圧縮空気を蓄え、他方のディーゼルエンジン２の始動に備えることができるから、バッテリ２４の消耗を最小限に抑えることができる。
【００２１】
また、圧縮空気タンク１３は、気動車１の走行を制動する空気ブレーキや、乗降扉を開閉するエアシリンダ、さらには車体を台車枠上に懸架する空気ばね等の各種空圧機器に圧縮空気を供給するためのものをそのまま活用できるから、製造コストや車体重量、さらには床下への機器配置スペース等の増加を抑制することができる。
【００２２】
以上、本発明に係る一実施形態の気動車のエンジン始動装置について詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態においては、圧縮空気供給源を気動車に搭載しているが、気動車以外の部分、すなわち車両基地に固定的に設置したり、トラック等に積載したりするとともに、これらの外部圧縮空気供給源と気動車側の空気モータとを圧縮空気配管で接続することもできる。
この場合、空気圧縮装置を駆動するためのバッテリや、このバッテリによって駆動される空気圧縮装置用のモータ、空気圧縮装置等を気動車以外の部分に設ければ、気動車の車体重量を低減させることができる。
また、上述した実施形態においては、電車および気動車をそれぞれ１両ずつ併結した場合を例示しているが、より多くの電車若しくは気動車をそれぞれ連結した列車同士の場合にも、本発明を適用できることは言うまでもない。
さらに、気動車を駆動するエンジンとしては、ディーゼルエンジンに代えてガソリンエンジンを用いることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の気動車のエンジン始動装置は、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気によって作動する空気モータを用いて気動車のエンジンを始動するものであるから、エンジンを始動するためのＤＣ１００Ｖ定格のスタータモータを必要としない。
そして、空気モータの作動を制御する制御装置の制御電圧を、併結運転する電車側の制御電圧と等しくすることにより、その作動を気動車側および電車側の両方から確実に制御することができる。
また、バッテリ駆動の電動モータによって作動する空気圧縮装置を備えるので、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気の圧力が低い場合であっても、高い圧力の空気を圧縮空気供給源に蓄えてエンジンを始動することができる。
さらに、複数のエンジンを搭載した気動車においては、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気によって空気モータを作動させ、少なくとも１台のエンジンを始動させた後、始動させたエンジンによって空気圧縮装置を作動させて圧縮空気供給源に圧縮空気を蓄え、次のエンジンの始動に用いることができる。
そして、圧縮空気供給源を気動車に車載すれば、気動車がどこに位置していようとも、エンジンを始動することができる。
この場合、圧縮空気供給源が、気動車に搭載された空圧機器、例えば気動車の走行を制動する空気ブレーキや、乗降扉開閉用のエアシリンダ、さらには車体を台車枠上に懸架する空気ばね等の各種空圧機器に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給源を兼ねることにより、気動車の製造コストや車体重量、さらには床下の機器配置スペース等の増加を抑制することができる。
一方、圧縮空気供給源を気動車以外の部分、例えば車両基地に固定して設置したりトラック等に積載したりすれば、気動車を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気動車を電車と併結運転する状態で模式的に示した側面図。
【図２】本発明を適用する気動車の機器配置を模式的に示した平面図。
【図３】本発明の気動車に用いる空気モータの断面図である。
【符号の説明】
１  気動車
２  ディーゼルエンジン
３  電動モータ
４  電車
５  連結器
６  渡り線
７  変速機
８  プロペラシャフト
９  減速機
１０  駆動軸
１１  空気モータ
１２  空気配管
１３  圧縮空気タンク
１４  圧縮空気供給口
１５  気筒
１６  ロータ
１７  排気口
１８  ピニオンギヤ
１９  ギヤ
２０  カウンタシャフト
２１  トルクリミッタ
２２  駆動ピニオン
２３  被駆動ギヤ
２４  バッテリ
２５  小型空気圧縮装置
２６  空気配管
２７  空気圧縮装置
２８  空気配管
【図１】
0004056621.tif 000002
【図２】
0004056621.tif 000003
【図３】
0004056621.tif 000004