JP7288362B2 - 充電線区の設備システムおよび電源車の入換え方法 - Google Patents

Description

本発明は、電源車を使用する路線における充電線区の設備システムおよび電源車の入換え方法に関する。

特許文献１には、蓄電池４４を搭載し電源車用電気連結回路１２を備えた電源車１０と編成車両用電気連結回路２２を備えた編成車両２０とを連結するに際し、電源車用電気連結回路１２と編成車両用電気連結回路２２とを連結して、蓄電池４４の蓄電電力を編成車両２０に供給することにより、主電動機を駆動するための大容量の蓄電池を編成列車に搭載することを回避する技術が開示されている。

特開２０１８－１７４６４６号公報

編成に係る電気車と電源車とを別の車両にして構成する編成車両では、蓄電池の残量が低下した電源車を編成する電気車から分離し、充電が完了した別の電源車を新たに電気車に連結する運用を行う必要性が出てくる。その運用を行うには、編成に係る電気車および複数の電源車の入換え作業が必要となり、その入換え作業を着実に遂行するためには、高価な地上信号設備が必要となる。

しかし、一般的に、電源車を使って運行を行う路線は、閑散区間が多いことから、高価な信号設備を導入することは、コストや運用の面から採算性に課題があり困難性を伴う。

蓄電池を搭載する電源車と駆動用電動機を搭載する電気車とを連結する編成車両のための充電線区の設備システムとして、充電線区は編成車両が運行する本線に隣接して配置され、設備システムは、蓄電池を充電するための充電設備と、充電線区に留置される別の電源車と、本線の上り線路および下り線路と充電線区の線路が交差して構成される分岐点に設置される発条転てつ機とを備え、編成車両から切り離されて上り線路または下り線路から進入する電気車は、別の電源車と連結して折り返し、進入した上り線路または下り線路とは異なる線路に進出することを特徴とする。

本発明によれば、地上信号設備を用いることなくシンプルな地上設備のみにより、編成車両における電源車の入換えを遂行することができる。

本発明の実施例１に係る設備システムの構成の一例を示す図である。 本発明の実施例２に係る設備システムの構成の一例を示す図である。 実施例２で、中間駅における電源車の入換え方法の一例を示す図である。 図３に示す入換え後に後続する編成車両が駅に到着した場合における電源車の入換え方法の一例を示す図である。

本発明を実施するための形態として、主電動機を備えた電気車と電源を供給するために連結した電源車とで構成される編成車両において、搭載する蓄電池の残量が低下した電源車を満充電された蓄電池を搭載する電源車に入れ換えるための路線設備配置および入換え方法について、図を用い実施例に沿って説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る設備システムの構成の一例を示す図である。
上り線と下り線とを備える本線５は、本線５の下り方向の駅ホーム１２の番線を１番線とし、上り線と下り線とが合流した先に充電線区６が設けられている。この充電線区６を２番線とし、１番線と２番線とは接続されていることから、編成車両は、２番線で折り返すことで上り方向に出発することが可能である。ここで、図１に示す上り線と下り線の関係は逆でも構わない。

また、２番線は、上り方向に出発する端末駅（終端駅）の駅ホーム１１の番線である。この２番線とした充電線区６には、在線する電源車３を充電するための充電設備が、端末駅の駅ホーム１１の近傍に設けられている。

さらに、上り線路および下り線路と充電線区６の線路が交差する分岐部には、発条転てつ機４が設置されている。このように、分岐部に設置される転てつ機全てについては、発条転てつ機４で構成する。これにより、車両が走行するに際して、転てつ機を制御する必要がないため、信号設備を必要としない。

以下では、充電線区６の２番線に電源車３が満充電された状態で待機し留置されている場合を例として示しているが、運用形態はこの限りではない。図１では、電源車３を２番線の奥の位置（本線５から最も離れた位置）に留置させる最もシンプルな形態である。

ここで、充電線区６には、例えば架線が配備され、電源車３は、搭載している蓄電池を架線からパンタグラフを介して充電することが可能である。ただし、充電方法はこの限りではなく、サードレールや非接触給電等、電源車が搭載する蓄電池を充電することが可能であれば方法は問わない。

なお、電源車については、上下両方向に運転台を備え、電気車と連結していない状態でも単独で走行することが可能であるものとする。

編成車両（１と２）が１番線の駅ホーム１２に到着し、乗客が降車したことを確認した後に、作業員は編成車両の電気車１と電源車２との連結を解放する。

連結の解放が完了した後、運転士は電気車１を２番線に操車する。その後、作業員は、２番線に留置してある電源車３と電気車１との連結作業を行う。

その連結作業の間に、端末駅の駅ホーム１１から乗客を乗車させることができる。
なお、端末駅の駅ホーム１１は、充電線区６の２番線の位置に限るものではなく、例えば、図１で点線枠で示すように、発条転てつ機４を越えた上り線の位置に配置してもよい。

連結作業が終了した後、編成車両（１と３）は本線５の進行方向（上り方向）へ出発する。
次には、その後に到着する編成車両に対する電源車の交換に備え、１番線で連結解放し留置していた電源車２を２番線まで回送する。電源車２は、充電線区６である２番線で、後続の編成車両が駅に到着するまでの間、充電設備より蓄電池の充電をすることが可能となる。

後続の編成車両が１番線の駅ホーム１２に到着した際には、上述したように、電源車との連結を解放する手順から新たな電源車を連結するまでの手順を繰り返すことになる。

実施例１は、端末駅での電気車と電源車とで構成される編成車両における電源車の入換えを、端末駅で実施する場合の入換え手法であるが、実施例２は、中間駅で実施する場合の入換え方法について説明する。

図２は、本発明の実施例２に係る設備システムの構成の一例を示す図である。
実施例２では、本線５から分岐した線形で、電源車を充電する設備を備える充電線区６が、発条転てつ機４（４－１～４－５）を介して本線５に接続される。ここで、充電線区６内に設けた全ての分岐を、発条転てつ機４（４－１～４－５）で構成することにより、充電線区６内においても信号設備を用いることなく電源車の入換えを行うことが可能となる。

図示のとおり、１番線を本線５の下りホーム１２に沿った番線とし、２番線～７番線で構成される側線を充電線区６とする。充電線区６は架線を備え、電源車３は、搭載する蓄電池を架線からパンタグラフを介して充電することが可能である。ただし、上述のとおり、充電方法はこの限りではなく、サードレールや非接触給電等、電源車が搭載する蓄電池を充電することが可能であれば方法は問わない。

以下に、充電線区６を構成する各番線（２番線～７番線）について説明する。
ここで、本線５の１番線から充電線区６の先端の７番線に至るまでに存在する分岐点に配設する全ての転てつ機４（４－１～４－５）は、上述のとおり発条転てつ機であるため、充電線区６内を走行する車両（ここでは電源車）の進行方向は、一定の方向に規制されることになる。具体的には、後述する図３または図４に示す進行方向（Ａ～Ｄ）となる。

２番線は、本線５の１番線に接続され、本線５から進行方向を変えて進入して来た車両が必ず通過または停車する。

３番線は、４番線と本線５の１番線とに接続され、４番線に停車していた車両が、本線５の１番線から別の車両が進行方向を変えて２番線に進入して来た場合に、３番線で停車または３番線を通過することが可能である。また、３番線から本線５の１番線へ車両を進出させることが可能である。

４番線は、２番線と７番線とに接続され、２番線から進入して来た車両が必ず通過または停車する。

５番線は、６番線と本線５の１番線とに接続され、７番線からも含め６番線から進入して来た車両が停車または通過することが可能である。また、５番線から本線５の１番線へ車両を進出させることが可能である。

６番線は、７番線と５番線とに接続され、４番線方向から７番線に進入して停車した車両が進行方向を変えて進入して来た場合、停車または通過することが可能である。

７番線は、４番線と６番線とに接続され、４番線から進入して来た列車は必ず７番線で停車する。また、７番線で停車していた車両は、６番線方向へ進出することが可能である。

以上で説明した２番線～７番線が待避線に相当し、発条転てつ機４－１と４－２の間の線区が引込み線に相当し、５番線から発条転てつ機４－３および４－２に至る線路と先の引込み線とを併せた線路が出庫線に相当する。

図３および図４は、中間駅における電源車の入換え方法の一例を示す図である。なお、図３および図４では、図２に示した発条転てつ機４（４－１～４－５）および番線の各表示を省いている。

図３では、電源車２が蓄電池の残量が低下した電源車で、電源車３が満充電された蓄電池を搭載する電源車である。この電源車３が５番線に留置され、その他の番線には車両が非在線である。

編成車両（１と２）が、本線５の１番線の駅ホーム１２に到着した後、作業員は、編成車両（１と２）の電気車１と電源車２との連結を解放する。

次いで、運転士は、電源車２を、手動運転にて２番線を経由して４番線まで回送する。続いて、運転士は、電源車２の運転台を切り替えて、３番線まで電源車２を折り返し回送する（図３に示す点線のルートＡ）。

回送が完了すると、運転士は、５番線に留置されている電源車３に乗り換え、この電源車３を手動運転にて１番線まで回送する（図３に示す破線のルートＢ）。ここで、３番線に留置した電源車２については、充電線区６に入線した時点から充電を開始するようにしてもよい。

続いて、作業員は、１番線まで回送されて来た電源車３を電気車１と連結する。
電源車３と電気車１との連結が完了した後、編成車両（１と３）は、本線５の進行方向へ出発する。

図４は、図３に示す入換え後に、後続する編成車両が駅に到着した場合における電源車の入換え方法の一例を示す図である。

図４では、図３を用いて説明した手順で電源車２を電源車３に入れ換えたため、電源車２は、３番線において、次の編成車両が駅に到着するまでの間、搭載する蓄電池を充電しながら留置されている状態である。

後続の編成車両（１と３）は、電気車１と電源車３とが連結されている。
後続の編成車両（１と３）が、本線５の１番線の駅ホーム１２に到着した後、先の手順と同様に、作業員は、編成車両（１と３）の電気車１と電源車３との連結を解放する。

次いで、運転士は、電源車３を手動運転にて２番線および４番線を経由して７番線まで回送する。続いて、運転士は、電源車３の運転台を切り替えて、５番線まで電源車３を折り返し回送する（図４に示す点線のルートＣ）。

回送が完了すると、運転士は、３番線に留置されている電源車２に乗り換え、この電源車２を手動運転にて１番線まで回送する（図４に示す破線のルートＤ）。ここで、５番線に留置した電源車３については、充電線区６に入線した時点から充電を開始するようにしてもよい。
続いて、作業員は、１番線まで回送されて来た電源車２を電気車１と連結する。

電源車２と電気車１との連結が完了した後、編成車両（１と２）は、本線５の進行方向へ出発する。

上記した以降も、後続する編成車両がやって来る度に、図３と４とを用いて説明した手順を繰り返すことができる。すなわち、編成車両が電源車を交換する度に、５番線に留置した電源車３と３番線に留置した電源車２とが、交互に本線５の電気車１へ電源を供給する電源車として回送され連結される。

以上では、実施例２に係る中間駅での電源車の入換え方法について、図２に示すように１番線から７番線までを備える充電線区の場合を説明したが、図２に示す配置構成に限定されるものではない。

充電線区の最小限の構成としては、１番線から４番線の構成により、電源車の入換えを行うことは可能ではある。ただし、入換えを継続して繰り返す場合には、３番線に留置した電源車の出庫後に２番線に留置した別の電源車の３番線への移動が発生するため、充電線区の構成は小さくできる反面、運用が煩雑になる（人手による電源車回送の回数が増えるなど）可能性が高くなる。

また、更に待機させる電源車が必要となる場合には、平行する待避線を増やすことで対応が可能になる。

１ 電気車
２、３ 電源車
４（４－１～４－５） 発条転てつ機
５ 本線
６ 充電線区
１１ 端末駅の駅ホーム
１２ 本線の駅ホーム

Claims (2)

1. 蓄電池を搭載する電源車と駆動用電動機を搭載する電気車とを連結する編成車両のための充電線区の設備システムであって、
   前記充電線区は、前記編成車両が運行する本線に隣接して配置され、
   前記設備システムは、
   前記蓄電池を充電するための充電設備と、
   前記充電線区の線路に留置される別の前記電源車と、
   前記本線の上り線路および下り線路と前記充電線区の線路が交差して構成される分岐点に設置される発条転てつ機と
   を備え、
   前記編成車両から切り離されて前記上り線路または前記下り線路から前記充電線区に進入する前記電気車は、前記別の電源車と連結して折り返し、進入した前記上り線路または前記下り線路とは異なる線路に進出する
   ことを特徴とする充電線区の設備システム。
2. 蓄電池を搭載する電源車と駆動用電動機を搭載する電気車とを連結する編成車両が運行する本線と発条転てつ機を用いて構成する分岐点を介して接続される充電線区に対して、
   前記充電線区に設置した充電設備により当該充電線区に留置した別の前記電源車を充電し、
   前記編成車両から前記電気車を切り離して前記本線の上り線路または下り線路から前記発条転てつ機の動作により前記分岐点を介して前記充電線区に進入させ、
   充電を完了した前記別の電源車に前記電気車を連結させて折り返しさせ、進入した前記上り線路または前記下り線路とは異なる線路に前記発条転てつ機の動作により前記分岐点を介して進出させる
   ことを特徴とする電源車の入換え方法。
   

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