JP2006182262A - Collision overturning prevention device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レール上を走行する車両の衝突や転倒を防止装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for preventing a vehicle traveling on a rail from colliding and falling.
レール上を走行する車両としては、例えば鉄道車両があげられる。
鉄道車両は、車輪付きの台車を備え、平行な2本のレールからなるレール上を走行するものである。
ここで、この種の鉄道車両には、他の鉄道車両との衝突を防止する手段が設けられている。例えば、先頭車両の先端に突出部を有する鉄道車両では、突出部に流体バックを装備させたものがある(例えば、特許文献1参照)。この場合、衝突時には、流体バックによって衝撃エネルギが吸収される。また、車体を支える台車の下部、例えば車軸カバーに片爪状のストッパを設け、脱線時に車両が車幅方向に一定距離以上変位しないように構成したものがある(例えば、特許文献2等)。この場合には、ストッパ片が脱線時にレールに接触して、車両の走行を許容しつつ車両の転倒を防止する。
A railway vehicle includes a carriage with wheels and travels on a rail composed of two parallel rails.
Here, this type of railway vehicle is provided with means for preventing a collision with another railway vehicle. For example, there is a railway vehicle having a protrusion at the tip of the leading vehicle, in which the protrusion is equipped with a fluid bag (see, for example, Patent Document 1). In this case, the impact energy is absorbed by the fluid back at the time of collision. In addition, there is a structure in which a one-claw stopper is provided on a lower portion of a carriage that supports a vehicle body, for example, an axle cover, so that the vehicle is not displaced more than a certain distance in the vehicle width direction during derailment (for example, Patent Document 2). In this case, the stopper piece contacts the rail at the time of derailment to prevent the vehicle from falling while allowing the vehicle to travel.
しかしながら、鉄道車両が高速で走行しているときに地震が発生するなどして、鉄道車両が脱線した場合には、その鉄道車両が十分に減速する前に他の車両等に衝突することが想定されるので、車両先端の流体バックだけでは衝突時の衝撃を十分に緩衝させることはできず、そもそも衝突を防ぐことができなかった。特に、新幹線のように高速で走行する鉄道車両は、高速域のブレーキ減速度は小さいので、地震などによって脱線が生じると、大きな車両横変位が生じる可能性があった。
また、ストッパ片が脱線時にレールに接触して、車両の走行を許容しつつ車両の転倒を防止するする場合であっても、例えば、脱線した車輪がレールを枕木に固定する締結装置を踏み潰して、破壊した場合には、レール自体に脱線車両の転倒防止を期待することができなかった。
更に、従来の車両の衝突転倒防止装置は、車両が脱線してから初めて効果が期待できるものであり、脱線予測情報を積極的に利用できなかった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、脱線予測情報により脱線防止部材を降下させ車両の脱線を未然に防止し、たとえ脱線しても転覆やレール逸脱を防止することである。
However, when a railway vehicle derails due to an earthquake when the railway vehicle is traveling at a high speed, it is assumed that the railway vehicle will collide with other vehicles etc. before it is sufficiently decelerated. Therefore, the impact at the time of collision cannot be sufficiently buffered only by the fluid bag at the front end of the vehicle, and the collision cannot be prevented in the first place. In particular, a railway vehicle that travels at a high speed like the Shinkansen has a small brake deceleration in the high speed region, and therefore, if a derailment occurs due to an earthquake or the like, a large vehicle lateral displacement may occur.
Further, even when the stopper piece contacts the rail at the time of derailment to prevent the vehicle from falling while allowing the vehicle to travel, for example, the derailed wheel crushes the fastening device that fixes the rail to the sleeper. In the case of destruction, the rail itself could not be expected to prevent the derailed vehicle from falling.
Furthermore, the conventional collision overturn prevention device for a vehicle can be expected to be effective only after the vehicle is derailed, and the derailment prediction information cannot be actively used.
The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to prevent the derailment of the vehicle by lowering the derailment prevention member based on the derailment prediction information. It is to prevent the rail from deviating.
上記の課題を解決する本発明の請求項1に係る発明は、車輪を備える台車で車体を支持し、一対のレール上を走行する車両の衝突や転倒を防止する装置であって、前記車両の走行異常を検出する検出手段と、前記車体の下部に、前記車両の通常走行時には地上設備等に支障を与えない車両限界内に退避しており、前記検出手段による異常の検出時においてのみ前進して前記レールに接触し、前記車両が前記レールから車幅方向に一定距離以上逸脱することを防止しつつ、前記車両の走行を許容する脱線防止部材を設けたことを特徴とする車両の衝突転倒防止装置とした。
この車両の衝突転倒防止装置では、異常信号の検出した時車体の下部に設けられた脱線防止部材が下降してレールに接触し、車両の幅方向の移動方向を規制する。車体は、台車よりも大型で地震等の際に大きく変位するが、このような車体に脱線防止部材が設けられることで、車体の脱線を未然に防止できる。また。脱線防止部材によるブレーキ効果により、車両が停止するまでの距離を短縮することができる。更に、車体が脱線した場合でも、車体が脱線してから停止するまでの間、車体がレールに沿ってガイドされるようになるので、レールから大きく横方向へ逸脱することがない。
The invention according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problem is an apparatus for supporting a vehicle body with a carriage provided with wheels and preventing a vehicle traveling on a pair of rails from colliding or overturning. A detecting means for detecting a running abnormality and a lower part of the vehicle body are retracted within a vehicle limit that does not interfere with ground facilities during normal running of the vehicle, and moves forward only when an abnormality is detected by the detecting means. And a derailment prevention member that allows the vehicle to travel while preventing the vehicle from deviating from the rail by a certain distance in the vehicle width direction. It was set as a prevention device.
In this vehicle collision overturn prevention device, when an abnormal signal is detected, the derailment prevention member provided at the lower part of the vehicle body descends and contacts the rail, thereby restricting the movement direction of the vehicle in the width direction. Although the vehicle body is larger than the carriage and is greatly displaced in the event of an earthquake or the like, derailment prevention members can be prevented beforehand by providing such a vehicle body with a derailment prevention member. Also. Due to the braking effect of the derailment prevention member, the distance until the vehicle stops can be shortened. Further, even when the vehicle body derails, the vehicle body is guided along the rails until the vehicle body is derailed and stops, so that the vehicle body does not deviate greatly in the lateral direction.
また、本発明の車両の衝突転倒防止装置において、前記異常信号は、地震情報であることを特徴とする。
この車両の衝突転倒防止装置では、地震情報によって脱線防止部材が作動するので、地震による揺れに迅速に対応することができる。
Moreover, in the collision overturn prevention device for a vehicle according to the present invention, the abnormal signal is earthquake information.
In this vehicle collision overturn prevention device, the derailment prevention member operates according to the earthquake information, so that it is possible to quickly cope with the shaking caused by the earthquake.
また、本発明の車両の衝突転倒防止装置において、前記異常信号は、架線停電情報であることを特徴とする。
この車両の衝突転倒防止装置では、ユレダス等の地震検知により架線が停電した場合に、脱線防止部材が作動して車両の脱線を未然に防止する。また、脱線時には車体をガイドしレールから大きく逸脱するのを防止する。
Moreover, in the collision overturn prevention device for a vehicle according to the present invention, the abnormal signal is overhead power failure information.
In this vehicle collision overturn prevention device, when an overhead line is interrupted due to an earthquake detection such as Uredas, the derailment prevention member operates to prevent the derailment of the vehicle. In addition, when derailing, the vehicle body is guided to prevent a large deviation from the rail.
また、本発明の衝突転倒防止装置において、前記脱線防止部材は、異常信号の検出時に駆動機構により積極的にレールと圧接する空気圧シリンダであることを特徴とする
この車両の衝突転倒防止装置では、脱線防止部材が空気圧シリンダにより積極的にレールと圧接するので、エアジャッキのバネ作用により車体の振動減衰を図ることができる。また、積極的にレールと圧接することにより、ブレーキ効果を高め車両が停止するまでの距離を短縮することができる。
Further, in the collision overturn prevention device of the present invention, the derailment prevention member is a pneumatic cylinder that is positively pressed against the rail by a drive mechanism when an abnormal signal is detected. Since the derailment prevention member positively contacts the rail by the pneumatic cylinder, the vibration of the vehicle body can be attenuated by the spring action of the air jack. In addition, by positively contacting the rail, the braking effect can be enhanced and the distance until the vehicle stops can be shortened.
また、本発明の衝突転倒防止装置において、前記脱線防止部材は、前記一対のレールに沿って設けられた第3のレールと当接することを特徴とする。
この車両の衝突転倒防止装置では、脱線防止部材が第3のレールと当接するので、異常時に第3のレールが車体の移動をガイドし脱線を防止する。また、脱線した場合でも、車体は最大でも脱線防止部材の幅に相当する距離以上逸脱することはなくなる。
更に、脱線防止部材と第3のレールが接触することによりブレーキ効果を増すことができる。
In the collision overturn prevention device of the present invention, the derailment prevention member is in contact with a third rail provided along the pair of rails.
In this vehicle collision overturn prevention device, since the derailment prevention member contacts the third rail, the third rail guides the movement of the vehicle body and prevents derailment in the event of an abnormality. Even when derailment occurs, the vehicle body will not deviate more than a distance corresponding to the width of the derailment prevention member at the maximum.
Furthermore, the braking effect can be increased by the contact between the derailment prevention member and the third rail.
また、本発明の衝突転倒防止装置において、前記脱線防止部材は、レール側に設けられた第3のレールを把持することを特徴とする。
この車両の衝突転倒防止装置では、脱線防止部材が前記一対のレールに沿って設けられた第3のレールを把持するので、異常時に車体がはね上がるのを防止してレールから脱線するのを積極的に防止する。また、脱線した場合にも、脱線防止部材が第3のレールを把持しているので、車両停止までの間のブレーキ力を確保することができる。更に、車体が大きくレールから逸脱するのを防止することができる。また、脱線後もある程度の車両の走行を許容しつつ脱線を防止するので、急激な制動力の作用による車体の損傷や乗客の傷害を防止することができる。
In the collision overturn prevention device of the present invention, the derailment prevention member grips a third rail provided on the rail side.
In this vehicle collision overturn prevention device, since the derailment prevention member grips the third rail provided along the pair of rails, it is possible to prevent the vehicle body from jumping up in the event of an abnormality and actively derail from the rail. To prevent. Also, even when derailment occurs, the derailment prevention member holds the third rail, so that it is possible to ensure the braking force until the vehicle stops. Furthermore, it is possible to prevent the vehicle body from greatly deviating from the rail. In addition, since derailment is prevented while allowing a certain amount of vehicle travel after derailment, vehicle body damage and passenger injury due to sudden braking force can be prevented.
本発明によれば、車体の下部に通常走行時には地上設備等に支障を与えず、異常時のみレールに接触、把持する脱線防止部材を設けたので、地震発生時等に車両の脱線を未然に防止し、脱線した際には、この脱線防止部材によって車体がレールに略沿って走行し、その後停止するようになる。したがって、車体がレールから大きく逸脱することがなくなるので、車両の脱線時に車体が他の車両や構造物と衝突することが防止される。 According to the present invention, the derailment prevention member that touches and grips the rail only at the time of abnormality is provided at the lower part of the vehicle body so as not to disturb the ground facilities during normal driving, so that the vehicle can be derailed in the event of an earthquake. When the vehicle is derailed and derailed, the derailment preventing member causes the vehicle body to travel substantially along the rail and then stops. Therefore, the vehicle body does not greatly deviate from the rail, so that the vehicle body is prevented from colliding with other vehicles and structures when the vehicle is derailed.
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態における車両の概略構成を示す側面図、図2は本発明の脱線防止部材を示す正面図、図3は本発明の脱線防止部材の作動状態を示す説明図である。
鉄道車両10は、レールを構成する2本の平行な一対のレール11上を走行するもので、枕木13上に固定された一対のレール11上に配置される一対の車輪12を有し、車輪12は台車14に回転自在に支持されている。台車14は、鉄道車両10の前後方向に少なくとも2つ設けられており、各台車14上には、車体15が載置されている。車体15は、中空構造を有し、その内部に座席等(不図示)が設けられ、乗員を搭乗させられるようになっている。台車14と車体15とは垂直な中心ピン(図示略)で回動自在に連結されている。さらに、台車14と車体15との間には、車体15の回動を規制するダンパ装置(不図示)が架け渡されており、回動方向の衝撃を吸収するようになっている。また、台車14の上側両側部と、車体15の下側両側部との間には、軸バネ装置が架け渡されており、上下方向の衝撃を吸収するようになっている。
The best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a side view showing a schematic configuration of a vehicle in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing a derailment preventing member of the present invention, and FIG. 3 is an explanatory view showing an operating state of the derailment preventing member of the present invention. It is.
The
車体15の下端には、図2、3に示すように下方に向かって開いた左右一対の凹溝16を有する脱線防止部材17が設けられている。これら脱線防止部材17は、車両の衝突転倒防止装置を構成するもので、一端が車体15に固定された駆動機構18によって上下動可能に設置されている。駆動機構18は、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、エアバッグ、バネ機構等を使用することができる。空気シリンダ、エアバッグを使用する場合は、駆動機構専用の蓄圧タンクに蓄えられた圧縮空気を使用してもよく、また、車両の備える空気供給系統から供給される圧縮空気を使用してもよい。空気圧シリンダ、エアバッグを使用する場合には、空気バネと同様に車体を柔支持する効果を得ることができる。バネ機構による場合は、圧縮されたバネを衝撃等で解除されるロック機構により保持し、車両が衝撃を受けた際に駆動機構18を作動するように構成してもよい。凹溝16の幅は、レール11の幅よりも広く構成されている。脱線防止部材17の下端は、車両の通常走行時には地上設備等に支障を与えない車両限界内に上昇退避しており、作動時においてのみ下降してレール11に接触する。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
また、脱線防止部材17の凹溝16は、両端に突起部16a、16bを有しているので、車両10が車幅の左右いずれの方向へ移動する場合も規制することができる。また、凹溝16は、車輪踏面およびフランジのシルエットに近い投影断面形状をしており、脱線防止部材17の作動時に、分岐部を通過しても分岐装置により転覆したり、異線へ侵入する虞がない。更に、脱線防止部材17は、レール11の頂部と当接する凹溝16内に摩擦係数が大きくかつ軽量のレジン系のブレーキ部材19を配設してもよい。
Moreover, since the
異常信号の検出は、ユレダスによる地震情報、架線停電情報、車両に設置した異常動揺検知装置からの情報、緊急無線情報、ATC信号、緊急ブレーキ動作、運転手による異常検知等、脱線を予想させるあらゆる情報が挙げられる。符号20は、マイクロプロセッサなどから構成された制御部であって、パンタグラフから得られる架線の状況、アンテナを介して無線で供給される緊急情報、運転席から供給される非常停止等の命令、台車14に設けられた各種のセンサによる異常の検知等の諸データに基づき、脱線防止無事亜17を作動させるべきか否かを検出する検出部として機能する。
Abnormal signal detection includes earthquake information by Uredas, overhead power failure information, information from abnormal motion detection devices installed in vehicles, emergency radio information, ATC signal, emergency brake operation, driver abnormality detection, etc. Information.
次に、この車両の衝突転倒防止装置の作用について説明する。
まず、通常走行時には、レール11上を車輪12が回転し、鉄道車両10がレール11に沿って走行する。この際に、脱線防止部材17は、レール11から所定距離だけ上方に位置しており、レール11とは干渉することはない。
ここで、鉄道車両10の走行中に、ユレダスにより地震情報、架線停電情報、車両に設置した異常動揺検知装置からの情報、緊急無線情報、ATC信号、緊急ブレーキ動作、運転手による異常検知等、脱線を予想させるあらゆる異常情報を検出した場合は、駆動機構18が作動して脱線防止部材17が下降する(図3参照)。この際に、脱線防止部材17の凹溝16にレール11の頂部が入り込み、車体15はこのままの姿勢で走行する。車体15がレール11から離れる方向に走行した場合には、レール11の側面と、脱線防止部材17の凹部両端に形成された突起部16a、16bとが当接し、ストッパとして働くので、車体15がそれ以上、レール11から逸脱しない。その結果、鉄道車両10はレール11に略沿って走行し、台車14側のブレーキや、脱線防止部材17のブレーキ部材19とレール11との摩擦などによって減速され、やがて停止する。
Next, the operation of this vehicle collision overturn prevention device will be described.
First, during normal traveling, the
Here, during the travel of the
この実施の形態において、駆動機構18に空気圧シリンダ、エアバッグ、バネ機構等を使用した場合、車体15を脱線防止部材17で柔支持することとなり地震等の異常振動を抑制することができる。したがって、車体15の変位を最小限に抑制することができ、脱線や脱輪による鉄道車両10の転倒が防止される。
In this embodiment, when a pneumatic cylinder, an airbag, a spring mechanism, or the like is used for the
次に、本発明の第2の実施の形態について図4、5を参照して説明する。
図4は、本発明の脱線防止部材の第2の実施例示す正面図であり、図5は、脱線防止部材の作動状態を示す説明図である。本実施の形態では、衝突転倒防止装置は、台車14の底部に設置された脱線防止部材40と、枕木13側に固定された第3のレール41とから構成されている。第3のレール41は、例えば、大型のH鋼等を使用することができ、レール11間に固定されている。脱線防止部材40は、台車14にレールに沿う方向へ設けられた水平軸を中心としてそれぞれ回動可能に支承された一対の把持片42と、この把持片42を駆動する駆動機構43とから構成されている。駆動機構43には、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、バネ機構等を使用することができる。また、把持片42には、第3のレール41のフランジ部41aを把持するための凹部42aが形成されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a front view showing a second embodiment of the derailment prevention member of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory view showing an operating state of the derailment prevention member. In the present embodiment, the collision overturn prevention device includes a
このように構成された衝突転倒防止装置は、異常信号を検出した場合、駆動機構43が作動して図5に示すように把持片42が第3のレール41のフランジ部を把持し、前記凹部42aがフランジ部41aを抱き込んだ状態となる。したがって、地震等の縦揺れによって車両が跳ね上られたとしても有効に対処でき、車体の脱線、転覆を防止することができる。また、一部の車両が脱線しても、第3のレール41と脱線防止部材40との間にブレーキ力が生じるので停止までの距離を短縮することができる。特に、高速走行車両に効果的である。また、把持片42側にブレーキ部材を配設すれば、ブレーキ効果を更に高めることができる。
In the collision toppling prevention device configured as described above, when an abnormal signal is detected, the
次に、本発明の第3の実施の形態について図6を参照して説明する。
本実施の形態では、衝突転倒防止装置は、台車14の底部に設置された脱線防止部材60と、枕木13側に固定された第3のレール41とから構成されている。脱線防止部材60は、台車14に回動可能に支承された一対の把持片61と、この把持片61を駆動する駆動機構62、戻りバネ63とから構成されている。駆動機構62には、油圧シリンダ、空気圧シリンダ等を使用することができる。また、把持片61には、第3のレール41のフランジ部41aを把持するための凹部61aが形成されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the collision overturn prevention device includes a
このように構成された衝突転倒防止装置は、異常信号を検出した場合、駆動機構62が作動して図6に実線で示すように把持片61が第3のレール41のフランジ部を把持する。したがって、地震等の車両跳ね上げ動作にも有効に対処でき、車体の脱線、転覆を防止することができる。また、一部の車両が脱線しても、第3のレール41と脱線防止部材60との間にブレーキ力が生じるので停止までの距離を短縮できる。特に、高速走行車両に効果的である。さらに、駆動機構62へのエア供給を停止すると、戻りバネ63によって把持片61が元の位置に復帰する。
In the collision toppling prevention device configured as described above, when an abnormal signal is detected, the
次に、本発明の第4の実施の形態について図7を参照して説明する。
台車14の下端には、図7に示すように下方に向かって開いた凹溝70を有する脱線防止部材71が設けられている。ここで、車両の衝突転倒防止装置は、脱線防止部材71と枕木13側に固定されら第3のレール41とから構成されている。この脱線防止部材71は、一端が台車14に固定された駆動機構72によって上下動可能に設置されている。駆動機構72は、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、エアバッグ、バネ機構等を使用することができる。空気圧シリンダ、エアバッグを使用する場合には、空気バネと同様に車体を柔支持する効果を得ることができる。バネ機構による場合は、圧縮されたバネを衝撃等で解除されるロック機構により保持し、車両が衝撃を受けた際に駆動機構72を作動するように構成してもよい。凹溝70の幅は、第3のレール41のフランジ41aの幅よりも広く構成されている。脱線防止部材71の下端は、車両の通常走行時には地上設備等に支障を与えない車両限界内に上昇退避しており、作動時においてのみ下降して第3のレール41に接触する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 7, a
また、脱線防止部材71の凹溝70は、両端に突起部70a、70bを有しているので、台車14が車幅の左右いずれの方向へ移動する場合も規制することができる。
Moreover, since the
なお、本発明は、前記の各実施の形態に限定されずに広く応用することができる。例えば、脱線防止部材17の駆動機構18は、自重による落下でもよい。また、脱線防止部材の誤動作を防止するために、車輪位置よりも下降しないようにストッパを設け、架線停電情報と運転士の緊急操作、或いは他の2種以上の異常信号の組み合わせの場合のみ作動するように設定してもよい。また、第3のレールは、レールの曲線部や橋梁部のみに設置してもよい。
また、前記の各実施の形態では、異常検出によってアクチュエータとしての駆動機構18、43、あるいは62に作動流体を供給して、脱線防止部材17、42、60、あるいは把持片61を変位させるようにしたが、例えば、バネ等のアクチュエータを用いない駆動源を利用して、脱線防止部材17、42、60、あるいは把持片61を常時第3のレールに係合する方向へ付勢しつつ、この付勢に対抗するアクチュエータを用いて脱線防止部材17、42、60や把持片61の作動(レールとの係合や接触)を禁止しておき、異常検出に伴う圧縮空気や電源の供給の停止によってアクチュエータを作動させないようにすることにより、前記バネ力を利用して脱線防止部材17、42、60、あるいは把持片61を作動させるようにしてもよい。
The present invention can be widely applied without being limited to the above-described embodiments. For example, the
In each of the above-described embodiments, the working fluid is supplied to the
10 鉄道車両 11 レール 12 車輪
13 枕木 14 台車 15 車体
16 凹溝 17、40、60 脱線防止部材
18、43 駆動機構 19 ブレーキ部材
41 第3のレール 42、61 把持片
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記車両の走行中に異常の有無を検出する検出手段と、
前記車体の下部に、前記車両の通常走行時には地上設備等に支障を与えない車両限界内に退避しており、前記検出手段による異常信号の検出を条件として前記レールに接触し、前記車両が前記レールから車幅方向に一定距離以上逸脱することを防止しつつ、前記車両の走行を許容する脱線防止部材と、
を設けたことを特徴とする車両の衝突転倒防止装置。 A device that supports a vehicle body with a carriage equipped with wheels, and prevents a vehicle traveling on a pair of rails from colliding and falling,
Detecting means for detecting the presence or absence of abnormality during the traveling of the vehicle;
Retracted to the lower part of the vehicle body within the vehicle limit that does not interfere with ground facilities during normal driving of the vehicle, contacts the rail on condition that an abnormality signal is detected by the detection means, and the vehicle A derailment preventing member that allows the vehicle to travel while preventing the rail from deviating more than a certain distance in the vehicle width direction;
A collision overturning prevention device for a vehicle characterized by comprising:
The collision fall prevention device according to any one of claims 1 to 4, wherein the derailment prevention member grips a third rail provided along the pair of rails.
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