(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪とレールとの間に噴射物を噴射する噴射装置であって、
前記車両の速度を検出する速度検出部の検出結果に基づいて、前記車輪と前記レールとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材の噴射量を可変する噴射量可変部を備え、
前記噴射量可変部は、
前記摩擦緩和材の散布量が略一定となるように、前記車両の走行速度に応じてこの摩擦緩和材の噴射量を可変し、
前記摩擦緩和材を噴射するための圧縮気体が流れる複数の並列流路と、
前記複数の並列流路を流れる前記圧縮気体の流量をそれぞれ調整して、前記摩擦緩和材の噴射量を可変する複数の可変絞りと、
前記複数の並列流路を開閉する複数の開閉弁とを備え、
前記複数の可変絞りは、回転操作部を手動で回転操作することによって、前記複数の並列流路の断面積を変化させ、この複数の並列流路の絞り開度を調整すること、
を特徴とする噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の噴射装置において、
前記噴射量可変部は、
前記車両の右側の車輪と右側のレールとの間に前記摩擦緩和材を噴射する右側噴射口に向かって、前記複数の並列流路から前記圧縮気体が流れる右側流路と、
前記右側流路を開閉する右側開閉弁と、
前記車両の左側の車輪と左側のレールとの間に前記摩擦緩和材を噴射する左側噴射口に向かって、前記複数の並列流路から前記圧縮気体が流れる左側流路と、
前記左側流路を開閉する左側開閉弁とを備えること、
を特徴とする噴射装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の噴射装置において、
前記噴射量可変部は、
絞り開度が最小値に調整された少なくとも２個の可変絞りと、
前記最小値よりも大きな絞り開度に調整された１個の可変絞りとを備えること、
を特徴とする噴射装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の噴射装置において、
前記噴射量可変部は、
絞り開度が最小値に調整された少なくとも２個の可変絞りと、
前記最小値よりも段階的に大きくなるように絞り開度が調整された２個以上の可変絞りとを備えること、
を特徴とする噴射装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の噴射装置において、
前記複数の並列流路を開閉する開閉弁の数ｎ、ｎ番目の開閉弁が開閉する並列流路の可変絞りの絞り開度ａn、前記最小値に調整された可変絞りの絞り開度ａ0=１、前記最小値よりも段階的に大きくなるように調整された絞り開度の調整数ｂnであるときに、
ａn=２n-1  （n=1,2,3,…，ａ0=１）  ｂn=２n   （n=1,2,3,…，ｂ0=１）
であること、
を特徴とする噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の車輪とレールとの間に噴射物を噴射する噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両は、急曲線を通過するときに曲線通過性能に応じた横圧を伴って走行し、この横圧は曲線の内軌及び外軌のきしり音（摩擦音）の原因になるとともに、内軌側のレールの頭頂面に発生する波状摩耗の原因にもなる。一般に、このような過大な横圧や波状摩耗を低減するために、内軌側のレールの頭頂面又は車輪踏面に鉱油やグリースなどの潤滑剤を塗布している。このような車輪とレールとの間の潤滑に使用される鉱油やグリースは、潤滑効果が過大であるため車輪の空転や滑走を誘発する。このため、近年、安定した摩擦係数が確保できる固形の潤滑剤（固体潤滑剤）を摩擦調整剤として使用し、この摩擦調整剤を噴射装置によってレールの頭頂面に噴射している。例えば、従来の噴射装置は、摩擦調整剤を収容する調整剤タンクと、圧縮空気を収容するエアタンクと、レールの頭頂面に圧縮空気と摩擦調整剤とを噴射するノズルと、摩擦調整剤をノズルから噴射するためにエアタンクからの圧縮空気を調整剤タンクに供給及び供給停止する切替弁などを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の噴射装置は、列車の後尾車両に設置されており、列車が急曲線を通過するときにこの列車の後尾車両から内軌側のレールの頭頂面に摩擦調整剤を噴射している。
【０００３】
【特許文献１】特開2001-151110号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の噴射装置では、切替弁の切替動作によってエアタンク内の圧縮空気を調整剤タンクに供給し、圧縮空気によって摩擦調整剤をノズルから噴射しており、圧縮空気の噴射量が略一定であるため摩擦調整剤の噴射量も略一定である。このため、従来の噴射装置では、車両の走行速度が低速であるときにレールに散布される摩擦調整剤の散布量に比べて、車両の走行速度が高速になったときにレールに散布される摩擦調整剤の散布量が少なくなり、車両の走行速度が変化すると摩擦調整剤の散布量が変化してしまう問題点がある。例えば、従来の噴射装置では、摩擦調整剤の噴射量が一定であるため、走行速度が２倍になると散布量が半分になってしまう問題点がある。
【０００５】
また、電動式の流量調整弁を使用する場合には、この流量調整弁の円板状の弁体をモータによって回転させて、この流量調整弁の開度を制御部によって調整し、摩擦調整剤の噴射量を可変制御することが可能になる。しかし、電動式の流量調整弁を使用した場合には、車両の走行時に発生する振動を流量調整弁が受けるため、流量調整弁を俊敏に動作させて流量調整弁の開度を高精度に調整することが困難であり、摩擦調整剤の散布量にばらつきが生じてしまう問題点がある。
【０００６】
この発明の課題は、車両の走行速度にかかわらず噴射物の散布量を略一定にすることができるとともに、車両の振動によって噴射物の散布量にばらつきが生ずるのを防ぐことができる噴射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１、図２、図４、図５、図１０、図１２及び図１３に示すように、車両（２Ａ）の車輪（４ａ，４ｂ）とレール（１ａ，１ｂ）との間に噴射物（Ｃ）を噴射する噴射装置であって、前記車両の速度を検出する速度検出部（１３）の検出結果に基づいて、前記車輪と前記レールとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材（Ｃ）の噴射量を可変する噴射量可変部（８）を備え、前記噴射量可変部は、前記摩擦緩和材の散布量が略一定となるように、前記車両の走行速度に応じてこの摩擦緩和材の噴射量を可変し、前記摩擦緩和材を噴射するための圧縮気体が流れる複数の並列流路（Ｐ0〜Ｐn）と、前記複数の並列流路を流れる前記圧縮気体の流量をそれぞれ調整して、前記摩擦緩和材の噴射量を可変する複数の可変絞り（Ｔ0〜Ｔn）と、前記複数の並列流路を開閉する複数の開閉弁（Ｓ1〜Ｓn）とを備え、前記複数の可変絞りは、回転操作部を手動で回転操作することによって、前記複数の並列流路の断面積を変化させ、この複数の並列流路の絞り開度を調整することを特徴とする噴射装置（５）である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の噴射装置において、前記噴射量可変部は、前記車両の右側の車輪（４ｂ）と右側のレール（１ｂ）との間に前記摩擦緩和材を噴射する右側噴射口（１２Ｒ）に向かって、前記複数の並列流路から前記圧縮気体が流れる右側流路（ＰR）と、前記右側流路を開閉する右側開閉弁（ＳR）と、前記車両の左側の車輪（４ａ）と左側のレール（１ａ）との間に前記摩擦緩和材を噴射する左側噴射口（１２Ｌ）に向かって、前記複数の並列流路から前記圧縮気体が流れる左側流路（ＰL）と、前記左側流路を開閉する左側開閉弁（ＳL）とを備えることを特徴とする噴射装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の噴射装置において、図５に示すように、前記噴射量可変部は、絞り開度が最小値に調整された少なくとも２個の可変絞り（ＴO，Ｔ1）と、前記最小値よりも大きな絞り開度に調整された１個の可変絞り（Ｔ2）とを備えることを特徴とする噴射装置である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の噴射装置において、図１０、図１２及び図１３に示すように、前記噴射量可変部は、絞り開度が最小値に調整された少なくとも２個の可変絞り（ＴO，Ｔ1）と、前記最小値よりも段階的に大きくなるように絞り開度が調整された２個以上の可変絞り（Ｔ3〜Ｔn）とを備えることを特徴とする噴射装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の噴射装置において、図１３に示すように、前記複数の並列流路（Ｐ1〜Ｐn）を開閉する開閉弁の数ｎ、ｎ番目の開閉弁（Ｓn）が開閉する並列流路（Ｐn）の可変絞り（Ｔn）の絞り開度ａn、前記最小値に調整された可変絞り（Ｔ0，Ｔ1）の絞り開度ａ0=１、前記最小値よりも段階的に大きくなるように調整された絞り開度の調整数ｂnであるときに、ａn=２n-1  （n=1,2,3,…，ａ0=１）  ｂn=２n   （n=1,2,3,…，ｂ0=１）であることを特徴とする噴射装置である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によると、車両の走行速度にかかわらず噴射物の散布量を略一定にすることができるとともに、車両の振動によって噴射物の散布量にばらつきが生ずるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る噴射装置を備える車両を概略的に示す側面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る噴射装置を備える車両が急曲線を通過するときの車輪とレールとの状態を示す平面図である。図３は、この発明の第１実施形態に係る噴射装置を備える車両が急曲線を通過するときの車輪とレールとの状態を示す正面図であり、図３（Ａ）は内軌側のレールと車輪との接触状態を示す正面図であり、図３（Ｂ）は外軌側のレールと車輪との接触状態を示す正面図である。図４は、この発明の第１実施形態に係る噴射装置を概略的に示す斜視図である。図５は、この発明の第１実施形態に係る噴射装置を概略的に示す構成図である。
【００１９】
図１及び図２に示す線路１は、車両２Ａ，２Ｂ，…が走行する通路（軌道）であり、図２及び図３に示すように車輪４ａ，４ｂを案内する一対のレール１ａ，１ｂなどを備えている。例えば、図２〜図５に示すレール１ａは、急曲線の内軌（曲線の内側のレール）であり、レール１ｂは急曲線の外軌（曲線の外側のレール）である。レール１ａ，１ｂは、図３に示すように、車輪４ａ，４ｂを直接支持する頭頂面（頭部上面）１ｃと、この頭頂面１ｃと連続する内側頭側面１ｄとを備えている。図５に示すように、レール１ａ，１ｂと車輪４ａ，４ｂとの接触点Ｓには垂直力Ｗ及び接線力Ｆが作用し、垂直力Ｗに対する接線力Ｆの比例係数（接線力係数（トラクション係数））Ｆ／Ｗが摩擦係数でありこの摩擦係数の最大値が粘着係数である。図２に示す横圧Ｑは、レール１ａ，１ｂと車輪４ａ，４ｂとの間に作用する力のうち車軸方向（垂直力Ｗ及び接線力Ｆと直交する方向）に作用する力である。
【００２０】
図１及び図２に示す車両２Ａ，２Ｂ，…は、電車又は気動車などの鉄道車両であり、車両２Ａは先頭車両であり、車両２Ｂは先頭車両の次に連結された次位車両である。車両２Ａは、図１及び図２に示す車体３と、図１に示す台車４Ａ，４Ｂと、図１〜図４に示す噴射装置５などを備えている。車体３は、乗客を積載し輸送するための構造物である。台車４Ａ，４Ｂは、車体３を支持して走行する装置であり、台車４Ａは車両２Ａ，２Ｂ，…の進行方向の前側台車であり、台車４Ｂは車両２Ａ，２Ｂ，…の進行方向の後側台車である。台車４Ａ，４Ｂは、図２に示すように、一対のレール１ａ，１ｂとそれぞれ回転接触する一対の車輪４ａ，４ｂと、台車４Ａ，４Ｂと車体３とを回転自在に連結するけん引装置４ｅなどを備えている。車輪４ａ，４ｂは、図３に示すように、レール１ａ，１ｂの頭頂面１ｃと接触して摩擦抵抗を受ける車輪踏面４ｃと、鉄道車両が急曲線を通過するときに、外軌側のレール１ｂの内側頭側面１ｄと接触して摩擦抵抗を受けるフランジ面４ｄとを備えている。
【００２１】
図１、図２、図４及び図５に示す噴射装置５は、車両２Ａの車輪４ａ，４ｂとレール１ａ，１ｂとの間に摩擦緩和材Ｃを噴射する装置である。噴射装置５は、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度にかかわらず、レール１ａ，１ｂに散布される摩擦緩和材Ｃの散布量が略一定となるようにこの摩擦緩和材Ｃを噴射する。ここで、摩擦緩和材Ｃとは、レール１ａ，１ｂと車輪４ａ，４ｂとの間の摩擦抵抗を緩和させる粉状物又は粒状物であり、例えば摩擦係数を略一定範囲内に低減するカーボン系材料からなる基材と、この基材を被覆する硬質めっき層からなる被覆層とから構成されている。噴射装置５は、図４及び図５に示す気体噴射部６と、流路７と、噴射量可変部８と、噴射物収容部９Ｌ，９Ｒと、可変絞り１０Ｌ，１０Ｒと、流路１１Ｌ，１１Ｒと、噴射口１２Ｌ，１２Ｒと、速度検出部１３と、曲線検出部１４と、横圧検出部１５と、きしり音検出部１６と、非常ブレーキ作動検出部１７と、ワイパ動作検出部１８と、制御装置１９などを備えている。
【００２２】
図４及び図５に示す気体噴射部６は、圧縮空気を噴射する装置である。気体噴射部６は、例えば、圧縮空気を収容するエアタンクと、このエアタンク内に空気を供給するコンプレッサと、エアタンク内の圧縮空気を流路７内に流入させる開閉弁などを備えている。流路７は、圧縮空気が流れる管路であり、図４及び図５に示すように上流側が気体噴射部６に接続されており、図５に示すように下流側が三つに分岐して噴射量可変部８の流路Ｐ0〜Ｐ2に接続されている。
【００２３】
図４及び図５に示す噴射量可変部８は、摩擦緩和材Ｃの噴射量を可変する装置である。噴射量可変部８は、摩擦緩和材Ｃの散布量が略一定となるように、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度に応じて摩擦緩和材Ｃの噴射量を可変する。噴射量可変部８は、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度を検出する速度検出部１３の検出結果に基づいて摩擦緩和材Ｃの噴射量を可変する。ここで、摩擦緩和材Ｃの噴射量とは、摩擦緩和材Ｃを単位時間当たりに噴射する量（例えば噴射量（g/min））であり、摩擦緩和材Ｃの散布量とはレール１ａ，１ｂの単位長さ当たりに摩擦緩和材Ｃが付着する量（例えば散布量（g/m））である。噴射量可変部８は、流路７を流れる圧縮空気の流量を調整する流量調整器として機能し、流量調整後の圧縮空気を噴射物収容部９Ｌ，９Ｒに排出する。噴射量可変部８は、図５に示すように、流路Ｐ0〜Ｐ2と、可変絞りＴ0〜Ｔ2と、開閉弁Ｓ1，Ｓ2と、流路ＰL，ＰRと、開閉弁ＳL，ＳRと、固定絞りＴL，ＴRなどを備えている。
【００２４】
流路Ｐ0〜Ｐ2は、摩擦緩和材Ｃを噴射するための圧縮空気が流れる管路である。流路Ｐ0〜Ｐ2は、可変絞りＴ0〜Ｔ2を並列に接続するように配管されており、いずれも断面積が同一である。流路Ｐ0〜Ｐ2は、上流側が流路７に接続されており、下流側が流路ＰL，ＰRに接続されている。流路Ｐ0は、流路Ｐ1，Ｐ2とは異なりこの流路Ｐ0を開閉する開閉弁が存在せず、流路ＰL，ＰRを開閉する開閉弁ＳL，ＳRによって開閉される。
【００２５】
可変絞りＴ0〜Ｔ2は、それぞれ流路Ｐ0〜Ｐ2を流れる圧縮空気の流量を調整して、摩擦緩和材Ｃの噴射量を可変する絞りである。可変絞りＴ0〜Ｔ2は、例えば、回転操作部を手動で回転操作することによって、圧縮空気が流れる流路Ｐ0〜Ｐ2の断面積を変化させ、流路Ｐ0〜Ｐ2の絞り開度（絞り量）を調整可能な可変絞り弁などである。可変絞りＴ0〜Ｔ2は、車両２Ａが停車中に予め所定の絞り開度に調整され設定されている。例えば、図５に示す可変絞りＴ0，Ｔ1は絞り開度が最小値「１」に設定されており、可変絞りＴ2は流路Ｐ2を流れる圧縮空気の流量が流路Ｐ0，Ｐ1を流れる圧縮空気の流量の２倍になるように絞り開度が「２」（可変絞りＴ0，Ｔ1の絞り開度の２倍）に設定されている。
【００２６】
開閉弁Ｓ1，Ｓ2は、流路Ｐ1，Ｐ2を開閉する弁である。開閉弁Ｓ1，Ｓ2は、並列に配置されており、開閉弁Ｓ1は可変絞りＴ1の上流側の流路Ｐ1に配置されており、開閉弁Ｓ2は可変絞りＴ2の上流側の流路Ｐ2に配置されている。開閉弁Ｓ1，Ｓ2は、例えば、ソレノイドに電流を流すことによってこのソレノイドに磁力を発生させて弁を開閉する電磁弁などである。
【００２７】
図４及び図５に示す流路ＰL，ＰRは、可変絞りＴ0〜Ｔ2を通過した圧縮空気が流れる管路である。流路ＰLは、噴射口１２Ｌに向かって流路Ｐ0〜Ｐ2から圧縮空気が流れ、流路ＰRは噴射口１２Ｒに向かって流路Ｐ0〜Ｐ2を通過した圧縮空気が流れる。流路ＰLは、図５に示すように、上流側が流路Ｐ0〜Ｐ2に接続されており、下流側が噴射物収容部９Ｌに接続されている。流路ＰRは、上流側が流路Ｐ0〜Ｐ2に接続されており、下流側が噴射物収容部９Ｒに接続されている。流路ＰL，ＰRは、いずれも断面積が同一である。
【００２８】
図５に示す開閉弁ＳL，ＳRは、流路ＰL，ＰRを開閉する弁であり、開閉弁ＳLは固定絞りＴLの上流側の流路ＰLに配置されており、開閉弁ＳRは固定絞りＴRの上流側の流路ＰRに配置されている。開閉弁ＳL，ＳRは、例えば、開閉弁Ｓ1，Ｓ2と同様の電磁弁などである。
【００２９】
固定絞りＴL，ＴRは、絞り開度が所定値に設定された絞りである。固定絞りＴLは、流路ＰLを流れる圧縮空気の流量を調整し、固定絞りＴRは流路ＰRを流れる圧縮空気の流量を調整する。固定絞りＴL，ＴRは、例えば、圧縮空気が流れる流路ＰL，ＰRの断面積が一定になるように、流路ＰL，ＰRの絞り開度を所定値に固定する固定絞り弁などである。固定絞りＴL,ＴRは、噴射物収容部９Ｌから噴射口１２Ｌまでの距離と、噴射物収容部９Ｒから噴射口１２Ｒまでの距離とが異なるときに、噴射口１２Ｌ，１２Ｒから噴射される摩擦緩和材Ｃの噴射量を一定にする。
【００３０】
噴射物収容部９Ｌ，９Ｒは、摩擦緩和材Ｃを収容する部分である。噴射物収容部９Ｌは、進行方向左側のレール１ａと進行方向左側の車輪４ａとの間に噴射する摩擦緩和材Ｃを収容し、噴射物収容部９Ｒは進行方向右側のレール１ｂと進行方向右側の車輪４ｂとの間に噴射する摩擦緩和材Ｃを収容する。噴射物収容部９Ｌ，９Ｒは、例えば、摩擦緩和材Ｃを収容するタンクなどであり、いずれも同一構造である。噴射物収容部９Ｌ，９Ｒは、固定絞りＴL,ＴRを通過した圧縮空気が噴射物収容部９Ｌ，９Ｒに流入すると、この噴射物収容部９Ｌ，９Ｒから摩擦緩和材Ｃを圧縮空気とともに流路１１Ｌ，１１Ｒに排出する。
【００３１】
可変絞り１０Ｌ，１０Ｒは、絞り開度を所定値に調整可能な絞りである。可変絞り１０Ｌは、固定絞りＴLから噴射物収容部９Ｌに向かって流路ＰLを流れる圧縮空気の流量を調整し、可変絞り１０Ｒは固定絞りＴRから噴射物収容部９Ｒに向かって流路ＰRを流れる圧縮空気の流量を調整する。可変絞り１０Ｌ，１０Ｒは、例えば、可変絞りＴ0〜Ｔ2と同様の可変絞り弁などである。可変絞り１０Ｌ，１０Ｒは、予め所定の絞り開度に調整され設定されており、噴射物収容部９Ｌ，９Ｒから排出される圧縮空気と摩擦緩和材Ｃとの混合比を調整する。
【００３２】
図４及び図５に示す流路１１Ｌ，１１Ｒは、圧縮空気及び摩擦緩和材Ｃが流れる管路である。流路１１Ｌ，１１Ｒは、レール１ａ，１ｂと車輪４ａ，４ｂとの間に摩擦緩和材Ｃを供給するために、噴射物収容部９Ｌ，９Ｒから噴射口１２Ｌ，１２Ｒに向かって摩擦緩和材Ｃを送出する。流路１１Ｌ，１１Ｒは、上流側が噴射物収容部９Ｌ，９Ｒに接続されており、下流側が噴射口１２Ｌ，１２Ｒに接続されている。
【００３３】
噴射口１２Ｌ，１２Ｒは、圧縮空気とともに摩擦緩和材Ｃを噴射する部分である。噴射口１２Ｌは、車両２Ａの進行方向左側の車輪４ａと左側のレール１ａとの間に摩擦緩和材Ｃを噴射し、噴射口１２Ｒは車両２Ａの進行方向右側の車輪４ｂと右側のレール１ｂとの間に摩擦緩和材Ｃを噴射する。噴射口１２Ｌ，１２Ｒは、図５に示す接触点Ｓの直前のレール１ａ，１ｂの内側頭側面１ｄに向けて摩擦緩和材Ｃを噴射する噴射ノズルなどである。噴射口１２Ｌ，１２Ｒは、曲線検出部１４、横圧検出部１５又はきしり音検出部１６の検出結果に基づいて、先頭の車両２Ａの後側の台車４Ｂの車輪４ａ，４ｂとレール１ａ，１ｂとの間に摩擦緩和材Ｃを噴射する。噴射口１２Ｌ，１２Ｒは、例えば、曲線検出部１４が検出する先頭車両２Ａの前側台車４Ａの左右方向の回転角θに基づいて摩擦緩和材Ｃを噴射したり、横圧検出部１５が検出した横圧Ｑが所定値よりも大きいときに摩擦緩和材Ｃを噴射したり、きしり音検出部１６が検出したきしり音のレベルが所定値よりも大きいときに摩擦緩和材Ｃを噴射したりする。噴射口１２Ｌ，１２Ｒは、車両２Ａ，２Ｂ，…の非常ブレーキ作動時、低速走行時又は車両２Ａのワイパ動作時には摩擦緩和材Ｃの噴射を中止する。
【００３４】
速度検出部１３は、車両２Ａ，２Ｂ，…の速度を検出する装置であり、車輪４ａ，４ｂの回転によって発生するパルス信号に基づいて先頭の車両２Ａの速度を検出する速度発電機などである。速度検出部１３は、車両２Ａ，２Ｂ，…の速度に応じた速度検出信号（電気信号）を制御装置１９に出力する。
【００３５】
曲線検出部１４は、先頭車両２Ａの前側台車４Ａの曲線進入を検出する装置であり、先頭車両２Ａの前側台車４Ａの左右方向の回転角（ヨーイング角）を検出する。曲線検出部１４は、例えば、図２に示すように先頭車両２Ａの前側台車４Ａがけん引装置４ｅを中心として回転するときの回転角をカム装置、近接スイッチ、変位センサ又は加速度センサなどによって検知して、急曲線及びこの急曲線の方向を検出する。曲線検出部１４は、回転角に応じた回転角検出信号を制御装置１９に出力する。
【００３６】
図４及び図５に示す横圧検出部１５は、先頭の車両２Ａの前側の台車４Ａのレール１ａ，１ｂと車輪４ａ，４ｂとの間に発生する横圧Ｑを検出する装置である。横圧検出部１５は、例えば、車輪４ａ，４ｂに貼り付けられたひずみゲージからの出力信号に基づいて荷重を検出し、横圧Ｑを測定する横圧測定器などである。横圧検出部１５は、横圧Ｑの作用する方向を測定して、急曲線及びこの急曲線の方向を検出するとともに、横圧Ｑに応じた横圧検出信号を制御装置１９に出力する。
【００３７】
きしり音検出部１６は、先頭の車両２Ａの前側の台車４Ａの曲線進入時に発生するきしり音を検出する装置である。ここで、きしり音（きしみ音）とは、先頭の車両２Ａが曲線を通過する場合において、レール１ａ，１ｂに対して直角方向に作用する車輪４ａ，４ｂのすべり（横クリープ力）が所定の大きさを超えたときに、車輪４ａ自身の固有振動数が大きく増幅され自励振動によって発生する摩擦振動音である。きしり音検出部１６は、例えば、騒音を測定するマイクロホンと、このマイクロホンの出力信号を処理しきしり音の信号成分を抽出する信号処理回路などを備えている。きしり音検出部１６は、きしり音の発生する方向を測定して、急曲線及びこの急曲線の方向を検出するととともに、きしり音に応じたきしり音検出信号を制御装置１９に出力する。
【００３８】
非常ブレーキ作動検出部１７は、非常ブレーキの作動を検出する装置であり、非常時に車両２Ａ，２Ｂ，…を減速させ停止させる非常ブレーキ装置の作動を検出するセンサなどである。非常ブレーキ作動検出部１７は、非常ブレーキ装置が作動したときに非常ブレーキ作動検出信号を制御装置１９に出力する。
【００３９】
ワイパ動作検出部１８は、ワイパ装置の動作を検出する装置であり、先頭の車両２Ａの窓ガラスなどに付着した雨、雪、泥などを拭き取り視界を確保するワイパ装置の動作を検出するセンサなどである。ワイパ動作検出部１８は、ワイパ装置が動作したときにワイパ動作検出信号を制御装置１９に出力する。
【００４０】
制御装置１９は、噴射装置５の種々の動作を制御する装置である。制御装置１９は、速度検出部１３、曲線検出部１４、横圧検出部１５、きしり音検出部１６、非常ブレーキ作動検出部１７及びワイパ動作検出部１８の検出結果に基づいて、開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRの開閉動作及び気体噴射部６の噴射動作を制御する。制御装置１９は、例えば、速度検出部１３が出力する速度検出信号に基づいて、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度にかかわらず摩擦緩和材Ｃの散布量が略一定になるように、気体噴射部６を噴射動作させとともに開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRを開閉動作させて圧縮空気の流量を調整する。制御装置１９は、気体噴射部６に噴射動作を開始させるときには噴射動作開始信号を気体噴射部６に出力し、気体噴射部６に噴射動作を終了させるときには噴射動作終了信号を気体噴射部６に出力する。制御装置１９は、開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRを開閉動作させるときには開閉動作信号（電気信号）をこれらの開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRに出力する。
【００４１】
図６は、この発明の第１実施形態に係る噴射装置の摩擦緩和材の散布量に対する車両の走行速度と摩擦緩和材の噴射量との関係を一例として示すグラフである。
図６に示す縦軸は、摩擦緩和材Ｃの噴射量（g/min）であり、横軸は車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度（km/h）であり、直線は摩擦緩和材Ｃの設定散布量がそれぞれ100mg/m,75mg/m,50mg/m,25mg/mである場合を示す。制御装置１９は、例えば、図６に示すように、摩擦緩和材Ｃを一定の散布量（50mg/m（標準量））で散布する場合には、走行速度が20km/hであるときには摩擦緩和材Ｃの噴射量が18g/minになり、走行速度が40km/hであるときには摩擦緩和材Ｃの噴射量が26g/minになり、走行速度が60km/hであるときには摩擦緩和材Ｃの噴射量が50g/minになり、走行速度が80km/hであるときには摩擦緩和材Ｃの噴射量が66g/minになるように、図５に示す開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRの開閉動作を制御する。
【００４２】
図７は、この発明の第１実施形態に係る噴射装置の開閉弁の開閉動作を組み合わせたときの噴射量と空気流量との関係を説明するための図であり、図７（Ａ）は開閉弁の開閉動作を組み合わせたときの噴射量と空気流量との関係を一例として示すグラフであり、図７（Ｂ）は噴射装置の噴射量可変部を概略的に示す構成図である。なお、図７（Ｂ）では、理解を容易なものにするために、図５に示す開閉弁ＳR及び流路ＰRを省略している。
【００４３】
図７（Ａ）に示す右側の縦軸は空気流量（リットル/min）であり、左側の縦軸は摩擦緩和材Ｃの噴射量（g/min）であり、横軸は開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳLのON動作の組み合わせ（開閉動作パターン）と、各開閉動作パターンに対応する可変絞りＴ0〜Ｔ2の絞り開度の合計値ある。図７（Ａ）に示す太線は、摩擦緩和材Ｃの噴射量の変化を表し、細線は空気流量の変化を表す。図７（Ｂ）に示す可変絞りＴ0，Ｔ1は、絞り開度が最小値「１」に調整されており、可変絞りＴ2は可変絞りＴ0，Ｔ1よりも絞り開度が大きくなるように絞り開度が「２」に調整されている。図７（Ａ）に示す横軸の「０」は、開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳLが流路Ｐ1，Ｐ2，ＰLを全て閉鎖（OFF）したときの絞り開度の合計値であり、「１」は開閉弁ＳLが流路ＰLを開放（ON）したときの絞り開度の合計値であり、「２」は開閉弁ＳL，Ｓ1が流路ＰL，Ｐ1を開放（ON）したときの絞り開度の合計値であり、「３」は開閉弁ＳL，Ｓ2が流路ＰL，Ｐ2を開放（ON）したときの絞り開度の合計値３であり、「４」は開閉弁ＳL，Ｓ1，Ｓ2が流路ＰL，Ｐ1，Ｐ2を開放（ON）したときの絞り開度の合計値である。
【００４４】
図４及び図５に示す制御装置１９は、曲線検出部１４の検出結果に基づいて、回転角θが所定角度を超えており左右いずれの方向の急曲線を車両２Ａが通過していると判断したときには、気体噴射部６を動作させるとともに、開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRを開閉動作させる。制御装置１９は、例えば、曲線検出部１４の検出結果から曲線の内軌の半径が500m未満であると判断したときには、摩擦緩和材Ｃを噴射するように気体噴射部６及び開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRを動作制御する。制御装置１９は、例えば、車両２Ａ，２Ｂ，…が5〜80km／hの範囲内であるようなときには曲線半径にかかわらず、摩擦緩和材Ｃを噴射するように気体噴射部６及び開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRを動作制御する。一方、制御装置１９は、例えば、車両２Ａ，２Ｂ，…が80km／hを超えるような高速走行時又は5km／hを下回るような低速走行時には、曲線半径にかかわらず摩擦緩和材Ｃを噴射しないように気体噴射部６及び開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRを動作制御する。また、制御装置１９は、例えば、横圧検出部１５が検出した横圧Ｑが所定値よりも大きいと判断したときには、摩擦緩和材Ｃを噴射するように気体噴射部６及び開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRを動作制御する。さらに、制御装置１９は、例えば、きしり音検出部１６が検出したきしり音のレベルが所定値よりも大きいと判断したときには、摩擦緩和材Ｃを噴射するように気体噴射部６及び開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRを動作制御する。一方、制御装置１９は、非常ブレーキ作動検出部１７が非常ブレーキ装置の作動を検出したとき、又はワイパ動作検出部１８がワイパ装置の動作を検出したときには、摩擦緩和材Ｃを噴射しないように気体噴射部６及び開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRを動作制御する。
【００４５】
図８は、この発明の第１実施形態に係る噴射装置において車両が左方向の急曲線を走行するときの制御装置の判定基準を模式的に示す図である。
制御装置１９は、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度に応じて、図７（Ａ）に示すように絞り開度の合計値が「１」〜「４」になるように、開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳLの開閉動作パターンを切り替えて、摩擦緩和材Ｃの噴射量を４段階に可変する。制御装置１９は、図８に示すような判定基準をテーブル化（データベース化）して判定基準情報として記憶しており、速度検出部１３が出力する速度検出信号に基づいて、各開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳLを開閉するか否かを判定する。例えば、図８に示すように、制御装置１９は車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度が5km/h以上20km/h未満であるときには、流路ＰLのみを開閉弁ＳLによって開放させ、摩擦緩和材Ｃを少量噴射させる。制御装置１９は、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度が20km/h以上40km/h未満であるときには、流路ＰL，Ｐ1のみを開閉弁ＳL ，Ｓ1によって開放させ、摩擦緩和材Ｃを２倍に増加して噴射させる。制御装置１９は、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度が40km/h以上60km/h未満であるときには、流路ＰL，Ｐ2のみを開閉弁ＳL ，Ｓ2によって開放させ摩擦緩和材Ｃを３倍に増加して噴射させる。制御装置１９は、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度が60km/h以上80km/h未満であるときには、全ての流路ＰL，Ｐ1，Ｐ2を開閉弁ＳL ，Ｓ1，Ｓ2によって開放させ、摩擦緩和材Ｃを４倍に増加して噴射させる。
【００４６】
次に、この発明の第１実施形態に係る噴射装置の動作を説明する。
図９は、この発明の第１実施形態に係る噴射装置の動作を説明するためのフローチャートである。以下では、制御装置１９の動作を中心として説明するとともに、図２に示すように車両２Ａ，２Ｂ，…が左方向の急曲線を走行する場合を例に挙げて説明する。
【００４７】
図９に示すステップ（以下、Ｓという）１００において、車両２Ａが急曲線に進入したか否かを制御装置１９が判断する。例えば、図２に示すように、車両２Ａ，２Ｂ，…が直線区間を走行して、先頭の車両２Ａが急曲線に進入すると、図４及び図５に示す曲線検出部１４、横圧検出部１５又はきしり音検出部１６の少なくとも一つが急曲線及びこの急曲線の方向を検出する。その結果、曲線検出信号、横圧検出信号又はきしり音検出信号の少なくとも一つが制御装置１９に出力されて、車両２Ａが急曲線に進入したか否かを制御装置１９が判断する。車両２Ａが急曲線に進入したと制御装置１９が判断したときにはＳ１１０に進み、車両２Ａが急曲線に進入していないと制御装置１９が判断したときには一連の動作を終了する。
【００４８】
Ｓ１１０において、摩擦緩和材Ｃを噴射する必要があるか否かを制御装置１９が判断する。車両２Ａが急曲線に進入した場合であっても、曲線の内軌の半径が500m未満であるとき、又は車両２Ａ，２Ｂ，…が80km／hを超えるような高速走行時であるときには、摩擦緩和材Ｃを噴射する必要がない。一方、車両２Ａが急曲線に進入した場合であっても、車両２Ａ，２Ｂ，…が5km／hを下回るような低速走行時には、ブレーキ装置によって容易に停止可能であるため、摩擦緩和材Ｃを噴射する必要がない。また、車両２Ａが急曲線に進入した場合であっても、非常ブレーキ装置の作動時に摩擦緩和材Ｃを噴射すると、車両２Ａ，２Ｂ，…が停止するまでの距離が延伸するため、摩擦緩和材Ｃの噴射を中止する必要がある。さらに、車両２Ａが急曲線に進入した場合であっても、ワイパ装置が動作する雨天時には横圧Ｑが低下するため、摩擦緩和材Ｃの噴射を中止して摩擦緩和材Ｃが無駄に消費されるのを防止する必要がある。このため、速度検出部１３、曲線検出部１４、非常ブレーキ作動検出部１７又はワイパ動作検出部１８の検出結果に基づいて、摩擦緩和材Ｃの噴射が必要であるか否かを制御装置１９が判断する。摩擦緩和材Ｃの噴射が必要であると制御装置１９が判断したときにはＳ１２０に進み、摩擦緩和材Ｃの噴射が必要ではないと判断したときには一連の動作を終了する。
【００４９】
Ｓ１２０において、気体噴射動作の開始を気体噴射部６に制御装置１９が指令する。制御装置１９が気体噴射部６に気体噴射開始信号を出力すると、気体噴射部６のエアタンクから流路７に圧縮空気を流入させる開閉弁を開く。
【００５０】
Ｓ１３０において、開閉動作の開始を開閉弁ＳL ，Ｓ1，Ｓ2に制御装置１９が指令する。速度検出部１３が出力する速度検出信号が制御装置１９に入力されると、車両２Ａ，２Ｂ，…の速度に適した開閉弁ＳL ，Ｓ1，Ｓ2の開閉動作パターンを図８に示す判定基準に従って制御装置１９が判定し、開閉弁ＳL ，Ｓ1，Ｓ2に開閉動作信号を制御装置１９が出力する。その結果、図７（Ａ）に示すように、開閉弁ＳL ，Ｓ1，Ｓ2の開閉動作パターンに応じて摩擦緩和材Ｃの噴射量が変化して、車両２Ａ，２Ｂ，…の速度にかかわらず摩擦緩和材Ｃが略一定の散布量で散布される。例えば、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度が50km/hであるときには、図８に示すように走行速度が40km/h以上60km/h未満の範囲内であるため、開閉弁ＳL ，Ｓ2が流路Ｐ0，Ｐ2，ＰLを開き、開閉弁Ｓ1，ＳRが流路Ｐ1，ＰRを閉めるように、開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRに制御装置１９が開閉動作信号を出力する。その結果、図５及び図７（Ｂ）に示す気体噴射部６のエアタンクから流路７に流入する圧縮空気が流路Ｐ0 ，Ｐ2に流入し、可変絞りＴ0，Ｔ2を通過するとともに流路ＰLに流入して固定絞りＴLを通過する。このため、噴射物収容部９Ｌから摩擦緩和材Ｃが流路１１Ｌに噴射されて、摩擦緩和材Ｃが圧縮空気とともに噴射口１２Ｌから噴射する。
【００５１】
図２に示す先頭の車両２Ａが急曲線に進入すると、先頭の車両２Ａの後側の台車４Ｂの前軸の車輪４ａとレール１ａとの間に噴射装置５が摩擦緩和材Ｃの噴射を開始する。その結果、図５に示す接触点Ｓの直前の内側頭側面１ｄに摩擦緩和材Ｃが衝突して、摩擦緩和材Ｃが内側頭側面１ｄを粗くし、内側頭側面１ｄに摩擦緩和材Ｃが密着する。次に、フランジ面４ｄと内側頭側面１ｄとの間に摩擦緩和材Ｃが挟み込まれてこれらの間で摩擦緩和材Ｃが加圧される。
【００５２】
図２に示す先頭の車両２Ａ以降の次位の車両２Ｂ，…が次々にフランジ面４ｄと内側頭側面１ｄとの間に摩擦緩和材Ｃを挟み込み、これらの間で摩擦緩和材Ｃがさらに加圧される。その結果、レール１ａと車輪４ａとの間に発生する横圧Ｑが低減するため、内側頭側面１ｄとフランジ面４ｄとの間に生じる過度の摩擦抵抗が緩和され、急曲線部におけるレール１ａの摩耗が防止される。また、摩擦緩和材Ｃが内側頭側面１ｄに残留してこの摩擦緩和材Ｃによる摩擦係数の緩和機能が長期間にわたり持続し、車両２Ａ，２Ｂ，…が通過した後に急曲線を後続列車が通過するときにも、残留する摩擦緩和材Ｃによって摩擦緩和の効果が維持される。なお、図２に示すように、先頭の車両２Ａの前側の台車４Ａについては、噴射装置５が摩擦緩和材Ｃを噴射したときには既に急曲線に進入した後であるため、摩擦緩和の効果を得ることができないが、車両２Ａ，２Ｂ，…よりも前に急曲線を通過した先行列車が噴射した摩擦緩和材Ｃによって摩擦緩和の効果を得ることができる。
【００５３】
図９に示すＳ１４０において、車両２Ａが急曲線から退出したか否かを制御装置１９が判断する。例えば、図２に示す車両２Ａが急曲線から退出すると、図４に示す曲線検出部１４、横圧検出部１５又はきしり音検出部１６の少なくとも一つの検出結果に基づいて、車両２Ａが急曲線から退出したか否かを制御装置１９が判断する。車両２Ａが急曲線から退出したと制御装置１９が判断したときにはＳ１５０に進み、車両２Ａが急曲線から退出していないと制御装置１９が判断したときには車両２Ａが急曲線から退出するまで制御装置１９が判断を繰り返す。
【００５４】
Ｓ１５０において、気体噴射動作の終了を気体噴射部６に制御装置１９が指令する。制御装置１９が気体噴射部６に気体噴射終了信号を出力すると、気体噴射部６のエアタンクから流路７に圧縮空気を流入させる開閉弁が閉じて、摩擦緩和材Ｃの噴射が停止する。
【００５５】
この発明の第１実施形態に係る噴射装置には、以下に記載するような効果がある。
（1） この第１実施形態では、摩擦緩和材Ｃの散布量が略一定となるように、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度に応じて摩擦緩和材Ｃの噴射量を噴射量可変部８が可変する。このため、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度にかかわらず摩擦緩和材Ｃの散布量が略一定になり、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度によって摩擦緩和材Ｃの散布量にばらつきが生ずるのを防ぐことができる。
【００５６】
（2） この第１実施形態では、車輪４ａ，４ｂとレール１ａ，１ｂとの間の摩擦抵抗を緩和する摩擦緩和材Ｃの噴射量を噴射量可変部８が可変する。このため、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度にかかわらず摩擦緩和効果を略一定にすることができる。
【００５７】
（3） この第１実施形態では、速度検出部１３の検出した車両２Ａ，２Ｂ，…の速度に基づいて、摩擦緩和材Ｃの噴射量を噴射量可変部８が可変する。このため、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度に応じて摩擦緩和材Ｃの散布量が略一定になるように摩擦緩和材Ｃを噴射することができる。
【００５８】
（4） この第１実施形態では、流路Ｐ0〜Ｐ2，ＰL，ＰRを流れる圧縮空気の流量を可変絞りＴ0〜Ｔ2がそれぞれ調整して、これらの可変絞りＴ0〜Ｔ2が摩擦緩和材Ｃの噴射量を可変し、開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRが流路Ｐ0〜Ｐ2，ＰL，ＰRをそれぞれ開閉する。このため、開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRの開閉動作パターンを変化させることによって、流路Ｐ0〜Ｐ2，ＰL，ＰRを流れる圧縮空気の流量を変化させ、摩擦緩和材Ｃの噴射量を簡単に調整することができる。また、この第１実施形態では、円板状の弁体をモータによって回転させて開度を制御する従来の流量調整弁とは異なり、予め絞り開度が調整され設定された可変絞りＴ0〜Ｔ2を組み合わせて使用する。このため、この第１実施形態では、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行時に発生する振動による影響を受けず、圧縮空気の流量を正確に調整して、摩擦緩和材Ｃの散布量を正確に調整することができる。
【００５９】
（5） この第１実施形態では、流路Ｐ0〜Ｐ2から噴射口１２Ｒに向かって圧縮空気が流れる流路ＰRを開閉弁ＳRが開閉し、流路Ｐ0〜Ｐ2から噴射口１２Ｌに向かって圧縮空気が流れる流路ＰLを開閉弁ＳLが開閉する。このため、車両２Ａ，２Ｂ，…が右方向の急曲線に進入したときには、車輪４ｂとレール１ｂとの間に摩擦緩和材Ｃが供給され、車両２Ａ，２Ｂ，…が左方向の急曲線に進入したときには、車輪４ａとレール１ａとの間に摩擦緩和材Ｃが供給されるように、摩擦緩和材Ｃを左右個別に噴射させることができる。
【００６０】
（6） この第１実施形態では、２個の可変絞りＴ0，Ｔ1の絞り開度が最小値「１」に調整されており、この最小値「１」よりも大きくなるように１個の可変絞りＴ2の絞り開度が「２」に調整されている。このため、例えば、図７に示すように、可変絞りＴ0〜Ｔ2に圧縮空気を流す流路Ｐ0〜Ｐ2を任意の開閉弁ＳL，Ｓ1，Ｓ2によって開閉して、圧縮空気の流量を４段階に可変し、摩擦緩和材Ｃの噴射量を４段階に可変することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
図１０は、この発明の第２実施形態に係る噴射装置を概略的に示す構成図である。図１１は、この発明の第２実施形態に係る噴射装置において車両が左方向の急曲線を走行するときの制御装置の判定基準を模式的に示す図である。以下では、図１〜図５に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００６２】
図１０に示す噴射量可変部８は、流路Ｐ0〜Ｐ3と、可変絞りＴ0〜Ｔ3と、開閉弁Ｓ1〜Ｓ3と、流路ＰL，ＰRと、開閉弁ＳL，ＳRと、固定絞りＴL，ＴRなどを備えている。流路Ｐ3は、流路Ｐ0〜Ｐ2と並列に配管されており、流路Ｐ0〜Ｐ2と断面積が同一である。流路Ｐ3は、上流側が流路７に接続されており、下流側が流路ＰL，ＰRに接続されている。可変絞りＴ3は、流路Ｐ3を流れる圧縮空気の流量を調整して、摩擦緩和材Ｃの噴射量を可変する絞りであり、可変絞りＴ0〜Ｔ2と同一構造の可変絞り弁などである。例えば、図１０に示す可変絞りＴ0，Ｔ1は、絞り開度が最小値「１」に設定されており、可変絞りＴ2は絞り開度が「２」（可変絞りＴ0，Ｔ1の絞り開度の２倍）に設定されており、可変絞りＴ3は絞り開度が「４」（可変絞りＴ0，Ｔ1の絞り開度の４倍）に設定されている。開閉弁Ｓ3は、流路Ｐ3を開閉する弁である。開閉弁Ｓ3は、可変絞りＴ3の上流側の流路Ｐ3に配置されており、開閉弁Ｓ1，Ｓ2と同一構造の電磁弁などである。
【００６３】
制御装置１９は、速度検出部１３、曲線検出部１４、横圧検出部１５、きしり音検出部１６、非常ブレーキ作動検出部１７及びワイパ動作検出部１８の検出結果に基づいて、開閉弁Ｓ1〜Ｓ3，ＳL，ＳRの開閉動作及び気体噴射部６の噴射動作を制御する。制御装置１９は、開閉弁Ｓ1〜Ｓ3，ＳL，ＳRを開閉動作させるときには開閉動作信号をこれらの開閉弁Ｓ1〜Ｓ3，ＳL，ＳRに出力する。制御装置１９は、図１１に示すように、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度に応じて、絞り開度の合計値が「１」〜「８」になるように、開閉弁Ｓ1〜Ｓ3，ＳLの開閉動作パターンを切り替えて、摩擦緩和材Ｃの噴射量を８段階に可変する。制御装置１９は、図８に示すような判定基準を判定基準情報として記憶しており、速度検出部１３が出力する速度検出信号に基づいて、各開閉弁Ｓ1〜Ｓ3，ＳL，ＳRを開閉するか否かを判定する。
【００６４】
この発明の第２実施形態に係る噴射装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第２実施形態では、２個の可変絞りＴ0，Ｔ1の絞り開度が最小値「１」に調整されており、この最小値「１」よりも段階的に大きくなるように２個の可変絞りＴ2，Ｔ3の絞り開度がそれぞれ「２」，「４」に調整されている。このため、例えば、図１０に示すように、可変絞りＴ0〜Ｔ3に圧縮空気を流す流路Ｐ0〜Ｐ3を任意の開閉弁ＳL，Ｓ1〜Ｓ3によって開閉して、圧縮空気の流量を８段階に可変し、摩擦緩和材Ｃの噴射量を８段階に可変することができる。その結果、図１１に示すように、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度10km/h毎に摩擦緩和材Ｃの噴射量を可変することができるため、第１実施形態に比べて車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度に応じて摩擦緩和材Ｃをより一層高精度に散布することができる。
【００６５】
（第３実施形態）
図１２は、この発明の第３実施形態に係る噴射装置を概略的に示す構成図である。
図１２に示す噴射量可変部８は、流路Ｐ0〜Ｐ4と、可変絞りＴ0〜Ｔ4と、開閉弁Ｓ1〜Ｓ4と、流路ＰL，ＰRと、開閉弁ＳL，ＳRと、固定絞りＴL，ＴRなどを備えている。流路Ｐ4は、流路Ｐ0〜Ｐ3と並列に配管されており、流路Ｐ0〜Ｐ3と断面積が同一である。流路Ｐ4は、上流側が流路７に接続されており、下流側が流路ＰL，ＰRに接続されている。可変絞りＴ4は、流路Ｐ4を流れる圧縮空気の流量を調整して、摩擦緩和材Ｃの噴射量を可変する絞りであり、可変絞りＴ0〜Ｔ3と同一構造の可変絞り弁などである。例えば、図１２に示す可変絞りＴ0，Ｔ1は、絞り開度が最小値「１」に設定されており、可変絞りＴ2は絞り開度が「２」（可変絞りＴ0，Ｔ1の絞り開度の２倍）に設定されており、可変絞りＴ3は絞り開度が「４」（可変絞りＴ0，Ｔ1の絞り開度の４倍）に設定されており、可変絞りＴ4は絞り開度が「８」（可変絞りＴ0，Ｔ1の絞り開度の８倍）に設定されている。開閉弁Ｓ4は、流路Ｐ4を開閉する弁である。開閉弁Ｓ4は、開閉弁Ｓ1〜Ｓ3と並列に配置されており、可変絞りＴ4の上流側の流路Ｐ4に配置されている。開閉弁Ｓ4は、開閉弁Ｓ1〜Ｓ3と同一構造の電磁弁などである。
【００６６】
制御装置１９は、速度検出部１３、曲線検出部１４、横圧検出部１５、きしり音検出部１６、非常ブレーキ作動検出部１７及びワイパ動作検出部１８の検出結果に基づいて、開閉弁Ｓ1〜Ｓ4，ＳL，ＳRの開閉動作及び気体噴射部６の噴射動作を制御する。制御装置１９は、開閉弁Ｓ1〜Ｓ4，ＳL，ＳRを開閉動作させるときには開閉動作信号をこれらの開閉弁Ｓ1〜Ｓ4，ＳL，ＳRに出力する。制御装置１９は、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度に応じて、絞り開度の合計値が「１」〜「16」になるように、開閉弁Ｓ1〜Ｓ4，ＳLの開閉動作パターンを切り替えて、摩擦緩和材Ｃの噴射量を16段階に可変する。
【００６７】
この発明の第３実施形態に係る噴射装置には、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第３実施形態では、２個の可変絞りＴ0，Ｔ1の絞り開度が最小値「１」に調整されており、この最小値「１」よりも段階的に大きくなるように３個の可変絞りＴ2〜Ｔ4の絞り開度がそれぞれ「２」，「４」，「８」に調整されている。このため、例えば、図１２に示すように、可変絞りＴ0〜Ｔ4に圧縮空気を流す流路Ｐ0〜Ｐ4を任意の開閉弁ＳL，Ｓ1〜Ｓ4によって開閉して、圧縮空気の流量を16段階に可変し、摩擦緩和材Ｃの噴射量を16段階に可変することができる。その結果、例えば、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度5km/h毎に摩擦緩和材Ｃの噴射量を可変することができるため、第１実施形態及び第２実施形態に比べて車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度に応じて摩擦緩和材Ｃをより一層高精度に散布することができる。
【００６８】
（第４実施形態）
図１３は、この発明の第４実施形態に係る噴射装置を概略的に示す構成図である。
図１３に示す噴射量可変部８は、流路Ｐ0〜Ｐnと、可変絞りＴ0〜Ｔnと、開閉弁Ｓ1〜Ｓnと、流路ＰL，ＰRと、開閉弁ＳL，ＳRと、固定絞りＴL，ＴRなどを備えている。流路Ｐ0〜Ｐnは、並列に配管されており、いずれも断面積が同一である。流路Ｐ0〜Ｐnは、上流側が流路７に接続されており、下流側が流路ＰL，ＰRに接続されている。可変絞りＴ0〜Ｔnは、流路Ｐ0〜Ｐnを流れる圧縮空気の流量をそれぞれ調整して、摩擦緩和材Ｃの噴射量を可変する絞りであり、いずれも同一構造の可変絞り弁などである。例えば、図１３に示す可変絞りＴ0，Ｔ1は、絞り開度が最小値「１」に設定されており、可変絞りＴ2，Ｔ3，…，Ｔn-1，Ｔnは絞り開度が「２」，「４」，…，「２n-2」，「２n-1」（n=1,2,3,…）に設定されている。開閉弁Ｓ1〜Ｓnは、流路Ｐ1〜Ｐnをそれぞれ開閉する弁である。開閉弁Ｓ1〜Ｓnは、可変絞りＴ1〜Ｔnの上流側の流路Ｐ1〜Ｐnにそれぞれ配置されており、いずれも同一構造の電磁弁などである。
【００６９】
図１３に示す流路Ｐnの可変絞りＴnの絞り開度ａnは、以下の数１によって表され、絞り開度の調整数ｂnは以下の数２によって表される。
【００７０】
【数１】
0005073410.tif 000002
【００７１】
【数２】
0005073410.tif 000003
【００７２】
ここで、数１に示すｎは、流路Ｐ1〜Ｐnを開閉する開閉弁Ｓ1〜Ｓnの数であり、ａnはｎ番目の開閉弁Ｓnが開閉する流路Ｐnの可変絞りＴnの絞り開度（噴射量）であり、ａ0は最小値に調整された可変絞りＴ0の絞り開度（噴射量）である。数２に示すｂnは、絞り開度の最小値よりも段階的に大きくなるように調整された絞り開度の調整数である。
【００７３】
制御装置１９は、速度検出部１３、曲線検出部１４、横圧検出部１５、きしり音検出部１６、非常ブレーキ作動検出部１７及びワイパ動作検出部１８の検出結果に基づいて、開閉弁Ｓ1〜Ｓn，ＳL，ＳRの開閉動作及び気体噴射部６の噴射動作を制御する。制御装置１９は、開閉弁Ｓ1〜Ｓn，ＳL，ＳRを開閉動作させるときには開閉動作信号をこれらの開閉弁Ｓ1〜Ｓn，ＳL，ＳRに出力する。制御装置１９は、車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度に応じて、絞り開度の合計値が「１」〜「２n」になるように、開閉弁Ｓ1〜Ｓn，ＳL，ＳRの開閉動作パターンを切り替えて、摩擦緩和材Ｃの噴射量を２n段階に可変する。
【００７４】
この発明の第４実施形態に係る噴射装置には、第１実施形態〜第３実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第４実施形態では、２個の可変絞りＴ0，Ｔ1の絞り開度が最小値「１」に調整されており、この最小値「１」よりも段階的に大きくなるようにｎ−１個の可変絞りＴ2〜Ｔnの絞り開度がそれぞれ「２」，…，「２n-1」に調整されている。このため、例えば、図１３に示すように、可変絞りＴ0〜Ｔnに圧縮空気を流す流路Ｐ0〜Ｐnを任意の開閉弁ＳL，ＳR，Ｓ1〜Ｓnによって開閉して、圧縮空気の流量を２n段階に可変し、摩擦緩和材Ｃの噴射量を２n段階に可変することができる。その結果、第１実施形態〜第３実施形態に比べて車両２Ａ，２Ｂ，…の走行速度に応じて摩擦緩和材Ｃをより一層高精度に散布することができる。
【００７５】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
（1） この実施形態では、噴射物として摩擦緩和材Ｃを噴射する場合を例に挙げて説明したが、車輪４ａ，４ｂとレール１ａ，１ｂとの間の粘着係数を増加させる増粘着材などの噴射物を噴射する場合についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、圧縮気体として圧縮空気を噴射する場合を例に挙げて説明したが、圧縮空気以外の気体を噴射する場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、鉄道用車輪及び鉄道用レールを例に挙げて説明したが、接触面と被接触面との間の相対運動によって摩擦抵抗を受ける他の鉄道用部材についてもこの発明を適用することができる。
【００７６】
（2） この実施形態では、レール１ａと車輪４ａとの間に摩擦緩和材Ｃを噴射して内側頭側面１ｄに摩擦緩和材Ｃを付着させた場合を例に挙げて説明したが、内側頭側面１ｄとフランジ面４ｄの両方又はフランジ面４ｄのみに摩擦緩和材Ｃを付着させることもできる。また、この実施形態では、車両２Ａ，２Ｂ，…が左方向の急曲線に進入する場合を例に挙げて説明したが、車両２Ａ，２Ｂ，…が右方向の急曲線に進入する場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、絞り開度が最小値「１」に調整された２個の可変絞りＴ0，Ｔ1を配置した場合を例に挙げて説明したが、絞り開度が最小値「１」に調整された可変絞りを３個以上配置することもできる。
【００７７】
（3） この実施形態では、先頭の車両２Ａの後側の台車４Ｂの前軸の車輪４ａとレール１ａとの間に摩擦緩和材Ｃを噴射しているが、これに限定するものではない。例えば、先頭の車両２Ａ以降の次位の車両２Ｂ，…の台車４Ａ，４Ｂのレール１ａと車輪４ａとの間に摩擦緩和材Ｃを噴射したり、先頭の車両２Ａの後側の台車４Ｂの後軸の車輪４ａとレール１ａとの間に摩擦緩和材Ｃを噴射したりすることもできる。また、この実施形態では、噴射装置５を車両２Ａ側に設置した場合を例に挙げて説明したが、噴射装置５を地上側に設置して地上側から内側頭側面１ｄとフランジ面４ｄとの間に摩擦緩和材Ｃを噴射することもできる。
【００７８】
（4） この実施形態では、本線や支線の急曲線を車両２Ａ，２Ｂ，…が通過する場合を例に挙げて説明したが、分岐器などの急曲線を車両２Ａ，２Ｂ，…が通過する場合についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、曲線検出部１４、横圧検出部１５及びきしり音検出部１６を車両２Ａが備える場合を例に挙げて説明したが、これらの一つを車両２Ａに設置したり、これらを任意に選択可能に構成したりすることもできる。さらに、この実施形態では非常ブレーキ作動検出部１７が非常ブレーキ装置の作動を検出する場合を例に挙げて説明したが、常用ブレーキ装置及び非常ブレーキ装置に異常が発生したときに車両２Ａ，２Ｂ，…を停止させる保安ブレーキ装置の作動を検出する保安ブレーキ作動検出部を設けることもできる。例えば、バックアップ系として常用ブレーキ装置とは指令及び空気源が別系統である直通空気ブレーキ装置の作動を検出する直通予備ブレーキ検出部を噴射装置５が備える場合についてもこの発明を適用することができる。この場合には、非常ブレーキ装置の作動時と同様に、直通予備ブレーキ装置の作動時には摩擦緩和材Ｃを噴射しないように、気体噴射部６及び開閉弁Ｓ1，Ｓ2，ＳL，ＳRを制御装置１９が動作制御する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】この発明の第１実施形態に係る噴射装置を備える車両を概略的に示す側面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る噴射装置を備える車両が急曲線を通過するときの車輪とレールとの状態を示す平面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る噴射装置を備える車両が急曲線を通過するときの車輪とレールとの状態を示す正面図であり、（Ａ）は内軌側のレールと車輪との接触状態を示す正面図であり、（Ｂ）は外軌側のレールと車輪との接触状態を示す正面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る噴射装置を概略的に示す斜視図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係る噴射装置を概略的に示す構成図である。
【図６】この発明の第１実施形態に係る噴射装置の摩擦緩和材の散布量に対する車両の走行速度と摩擦緩和材の噴射量との関係を一例として示すグラフである。
【図７】この発明の第１実施形態に係る噴射装置の開閉弁の開閉動作を組み合わせたときの噴射量と空気流量との関係を説明するための図であり、（Ａ）は開閉弁の開閉動作を組み合わせたときの噴射量と空気流量との関係を一例として示すグラフであり、（Ｂ）は噴射装置の噴射量可変部を概略的に示す構成図である。
【図８】この発明の第１実施形態に係る噴射装置において車両が左方向の急曲線を走行するときの制御装置の判定基準を模式的に示す図である。
【図９】この発明の第１実施形態に係る噴射装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】この発明の第２実施形態に係る噴射装置を概略的に示す構成図である。
【図１１】この発明の第２実施形態に係る噴射装置において車両が左方向の急曲線を走行するときの制御装置の判定基準を模式的に示す図である。
【図１２】この発明の第３実施形態に係る噴射装置を概略的に示す構成図である。
【図１３】この発明の第４実施形態に係る噴射装置を概略的に示す構成図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  線路
１ａ  レール（左側のレール）
１ｂ  レール（右側のレール）
１ｃ  頭頂面
１ｄ  内側頭側面
２Ａ，２Ｂ，…  車両
４Ａ，４Ｂ  台車
４ａ  車輪（左側の車輪）
４ｂ  車輪（右側の車輪）
４ｃ  車輪踏面
４ｄ  フランジ面
５  噴射装置
６  気体噴射部
７  流路
８  噴射量可変部
９Ｌ，９Ｒ  噴射物収容部
１０Ｌ，１０Ｒ  可変絞り
１１Ｌ  流路（左側流路）
１１Ｒ  流路（右側流路）
１２Ｌ  噴射口（左側噴射口）
１２Ｒ  噴射口（右側噴射口）
１３  速度検出部
１４  曲線検出部
１５  横圧検出部
１６  きしり音検出部
１７  非常ブレーキ作動検出部
１８  ワイパ動作検出部
１９  制御装置
Ｃ  摩擦緩和材（噴射物）
Ｐ0〜Ｐn  流路（並列流路）
ＰL  流路（左側流路）
ＰR  流路（右側流路）
Ｔ0〜Ｔn  可変絞り
ＴL，ＴR  固定絞り
Ｓ1〜Ｓn，…，ＳL，ＳR  開閉弁
ＳL  開閉弁（左側開閉弁）
ＳR  開閉弁（右側開閉弁）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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