JP5060190B2

JP5060190B2 - 鉄道車両の氷雪除去装置

Info

Publication number: JP5060190B2
Application number: JP2007181748A
Authority: JP
Inventors: 克史橋本; 麻恵山田; 一雄加藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd; East Japan Railway Co
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd; East Japan Railway Co
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-07-11
Also published as: JP2009018663A

Description

本発明は鉄道車両の氷雪除去装置に関し、さらに詳しくは、鉄道車両の車体下部に付着した氷雪を確実に除去することができる鉄道車両の氷雪除去装置に関するものである。

降雪地帯では走行する鉄道車両の車体下部に雪が入り込み、徐々に車輪の前後の車体下部に氷雪が付着して大きく成長する。このように車体下部に付着した氷雪が、高速走行時に自然落下すれば、軌道上のバラストを跳ね上げて車体下部機器に損傷を与える等の問題が生じるため定期的に付着した氷雪を除去する必要がある。

従来、車両下部に付着した雪を除去するために、鉄道車両の車体下部の所定位置に表面を露出して設置されるサーフェースプライの背面に膨縮可能な袋体を配置して、この袋体にエアを給排して膨縮させることによりサーフェースプライを膨縮させて、サーフェースプライに付着した雪を除去する着雪防止装置が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この提案の着雪防止装置では、袋体の断面形状が偏平円形であるので、サーフェースプライの膨張量を大きくするには、袋体を大型化して断面積を大きくする必要があり、袋体をコンパクトにしながらサーフェースプライの必要な膨張量を確保して確実に付着した雪を除去することが困難であった。

また、この提案の着雪防止装置では、複数並べて配置した袋体を同時に膨縮させるので、サーフェースプライの特定の部分のみを膨出変形させることができず、また、サーフェースプライの膨出変形形状が一定になる。そのため、サーフェースプライに付着した雪の位置や形状等に応じた確実な除去が困難であるという問題があった。
特開２００２−６７９５６号公報

本発明の主な目的は、鉄道車両の車体下部に付着した氷雪を確実に除去することができる鉄道車両の氷雪除去装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の鉄道車両の氷雪除去装置は、鉄道車両の車体下部の所定位置に表面を露出して設置される可撓性カバーと、該可撓性カバーの背面に配置される膨縮可能な袋体と、該袋体にエアを給排するエア給排手段とを備えた鉄道車両の氷雪除去装置において、前記袋体を前記可撓性カバー側に凹部を有する断面形状に形成し、前記可撓性カバーの一部分に、この可撓性カバーよりも曲げ剛性が高く、前記袋体の長手方向に延びる補強部材を設けたことを特徴とするものである。

ここで、前記袋体を前記可撓性カバーの背面に沿って複数並べて配置し、それぞれの袋体に対して独立にエアを供給する独立給気手段を設けることもできる。

また、本発明の別の鉄道車両の氷雪除去装置は、鉄道車両の車体下部の所定位置に表面を露出して設置される可撓性カバーと、該可撓性カバーの背面に配置される膨縮可能な袋体と、該袋体にエアを給排するエア給排手段とを備えた鉄道車両の氷雪除去装置において、前記袋体を前記可撓性カバーの背面に沿って複数並べて配置し、それぞれの袋体に対して独立にエアを供給する独立給気手段を設け、前記可撓性カバーの一部分に、この可撓性カバーよりも曲げ剛性が高く、前記袋体の長手方向に延びる補強部材を設けたことを特徴とするものである。

前者および後者の発明において、前記袋体の外周側に保持フレームを配置し、断面において前記袋体を前記可撓性カバーと前記保持フレームとにより囲む構成にすることもできる。また、前記袋体にエアを供給して可撓性カバーが膨出した際の最大膨出量を例えば、１ｃｍ以上５ｃｍ以下に設定する。また、鉄道車両の車体下部の所定位置に着脱自在な構成にすることもできる。

本発明の前者の鉄道車両の氷雪除去装置によれば、鉄道車両の車体下部の所定位置に表面を露出して設置される該可撓性カバーの背面に配置される膨縮可能な袋体を、可撓性カバー側に凹部を有する断面形状に形成したので、エア給排手段によりエアを供給して膨出変形させた際に、円形断面などの凹部を有していない断面形状の袋体に比して膨出変形量を大きくすることができ、これに伴い可撓性カバーの膨出変形量を大きくできる。換言すると、袋体をコンパクトにしながら可撓性カバーの必要な膨出変形量を確保して、確実に可撓性カバーの表面に付着した氷雪を除去することが可能になる。

また、後者の鉄道車両の氷雪除去装置によれば、鉄道車両の車体下部の所定位置に表面を露出して設置される可撓性カバーの背面に、この背面に沿って膨縮可能な袋体を複数並べて配置して、それぞれの袋体に対して独立にエアを供給する独立給気手段を設けたので、複数から選択した袋体に独立してエアを供給してそれぞれの袋体を独自に膨出変形させることができる。そのため、可撓性カバーの必要な部分だけを膨出変形させることができ、また、複数の袋体の膨出変形量の組み合わせにより可撓性カバーを様々な形状に膨出変形させることができる。これにより、可撓性カバーに付着した氷雪の位置や形状等に応じて可撓性カバーを膨出変形させることにより、確実に氷雪を除去することが可能になる。

以下、本発明の鉄道車両の氷雪除去装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図７に例示するように新幹線（登録商標）等の鉄道車両１２の台車１３の前後には床下機器カバー１５が装着され、車輪１４の前後に位置する床下機器カバー１５の端面に氷雪が多く付着する。そこで、本発明の氷雪除去装置１は、このような氷雪が付着し易い車体下部に設置する。

図１〜図３に例示するように氷雪除去装置１は、鉄道車両１２の車体下部の所定位置に表面を露出して設置されるゴムカバー３と、保持フレーム４によって保持された状態でゴムカバー３の背面に配置される複数の棒状のゴムチューブ２を有し、それぞれのゴムチューブ２には、口金等の配管接続部材７、チェックバルブ７ａが接続されている。そして、それぞれのゴムチューブ２は、カップリング８ａ、８ｂによってエア給排ホース９と接続および接続解除ができるようになっている。

エア給排ホース９は、鉄道車両１２に内設されたエアコンプレッサ１０に連結されている。エア給排ホース９の中途には、それぞれのエア給排ホース９に独立にエアを給気するように制御する独立制御弁１１ａと、ゴムチューブ２内部のエアＡの排気を制御する排気弁１１ｂとが設けられている。

保持フレーム４に保持されたゴムチューブ２は、ゴムカバー３の背面に沿って上下に複数並んで配置されて、上板６ａ、下板６ｂおよび側面板６ｄにより囲まれてユニット化されている。並んで配置されるゴムチューブ２の数は特に限定されるものではなく、複数だけではなく単数にすることもできる。

保持フレーム４の開口側に配置されているゴムカバー３は上板６ａ、下板６ｂに対して、押え部材６ｃ、６ｃによって固定されている。尚、ゴムカバー３は、押え部材６ｃによって保持フレーム４の開口側の端面に固定するようにしてもよい。このようにして、それぞれのゴムチューブ２は、断面において、ゴムカバー３と保持フレーム４により囲まれた構造になっている。

また、ゴムカバー３には、ゴムチューブ２の長手方向に延びる平板状の補強部材３ａが埋設されている。この補強部材３ａは、それぞれのゴムチューブ２に対向するようにゴムチューブ２と同数設けられているが、ゴムチューブ２と同数に限らず、ゴムチューブ２の数よりも多くすることも少なくすることもできる。尚、補強部材３ａは、ゴムチューブ２の凹部２ａと対向して配置することが好ましい。

この補強部材３ａは、ゴムカバー３よりも曲げ剛性が高いものであればよく、例えば、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、その他の樹脂成形体等を用いることができる。補強部材３ａの厚さは、例えば、１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

ゴムチューブ２を保持したユニットは、上板６ａ、下板６ｂに固定された取付けアングル５、５を介して、固定ボルト等の固定手段によって車体下部の所定位置に着脱自在に装着される。したがって、雪が降る時期にのみ氷雪除去装置１を車体に装着し、それ以外の時期には車体から取り外しておくことができる。

ゴムチューブ２は、ゴムカバー３側に凹部を有する断面コ字状に形成され、内部には補強層２ｂが埋設されている。補強層２ｂとしては、例えばナイロン帆布等が用いられる。この補強層２ｂは省略することもできる。

ゴムチューブ２は、膨縮可能な袋体であればよいが、補強層２ｂよりも内周側の内周側ゴムおよび補強層２ｂよりも外周側の外周側ゴムは、柔軟性と伸びに優れたゴム種が好ましく、天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等を例示することができる。内周側ゴムは特に、気密性に優れたゴム種、外周側ゴムは特に、耐摩耗性に優れたゴム種が好ましい。内周側ゴムと外周側ゴムとは、異なるゴム種にすることもでき、同じゴム種にすることもできる。

ゴムカバー３は可撓性のあるカバーであればよいが、柔軟性と伸びに優れたゴム種を用いることが好ましく、ゴムチューブ２として上記に例示したゴム種を用いることができる。ゴムカバー３とゴムチューブ２とは、異なるゴム種にすることもでき、同じゴム種にすることもできる。

次いで、この氷雪除去装置１の動作を説明する。図２に例示するように、ゴムカバー３に氷雪Ｓが付着した場合には、エアコンプレッサ１０を稼動し、それぞれの給排ホース９の独立制御弁１１ａを開弁し、排気弁１１ｂを閉弁した状態にする。これにより、給排ホース９を通じてゴムチューブ２の内部にエアＡが供給される。

エアＡが供給されたゴムチューブ２は、図３に例示するように凹部２ａを中空外周側に反転させて膨出する。このゴムチューブ２の膨出変形に伴って、ゴムカバー３が膨出変形するのでゴムカバー３の表面に付着した氷雪Ｓは、付着面側から外力を受けて除去されることになる。

ゴムチューブ２の断面形状は、凹部２ａを有していない形状にすることもできるが、ゴムカバー３側に凹部２ａを有する中空の断面形状に形成することより膨出変形させた際に、円形や楕円形の中空断面形状などの凹部を有していない断面形状に比べて、膨出変形量を大きくすることができる。これに伴いゴムカバー３の膨出変形量を大きくすることができる。即ち、ゴムチューブ２をコンパクトにしながらゴムカバー３の必要な膨出変形量を確保して、確実にゴムカバー３の表面に付着した氷雪Ｓを除去することが可能になる。

また、ゴムチューブ２の断面形状が円形や楕円形などの中空断面形状の場合は、膨張量（膨出変形量）を大きくすると、ゴムチューブ２の膜に多大な引張応力が発生するが、この実施形態では、凹部２ａが中空外周側に反転するので、ゴムチューブ２の膜に生じる引張応力を大きくすることなく、膨出変形量を大きくすることができる。そのため、ゴムチューブ２の耐久性を向上させるには有利な構造となっている。

ここで、ゴムチューブ２の長さが長くなり（例えば、１ｍ程度）、これに伴って、ゴムカバー３も長尺化すると、ゴムチューブ２を膨出させた際に、ゴムカバー３は、長手方向端部よりも拘束が少ない長手方向中央部において局部的に大きく膨出変形し、長手方向端部の膨出変形量が小さくなる場合がある。このような場合、ゴムカバー３の長手方向端部に付着した氷雪Ｓを除去しにくくなるが、この実施形態では、ゴムカバー３に、ゴムチューブ２の長手方向に延びる補強部材３ａが設けられているので、補強部材３ａの高い曲げ剛性によってゴムカバー３の長手方向の膨出変形量の偏りが是正される。そのため、ゴムカバー３の長手方向端部に付着した氷雪Ｓも除去し易くなる。

また、実施形態では、ゴムチューブ２の外周側に保持フレーム４を配置し、断面においてゴムチューブ２をゴムカバー３と保持フレーム４とにより囲む構成にしているので、ゴムチューブ２にエアＡを供給した際に、保持フレーム４によってゴムチューブ２の膨出変形が規制される。そのため、保持フレーム４によって拘束を受けないゴムカバー３側に確実にゴムチューブ２を膨出させることができる。

ゴムカバー３を元の状態に戻す際には、排気弁１１ｂを開弁して、ゴムチューブ２内部のエアＡを給排ホース９を通じて外部に排出させて、膨張しているゴムチューブ２を収縮させる。ゴムカバー３に付着した氷雪Ｓを除去する際には、排気弁１１ｂの開弁と閉弁とを繰り返してゴムチューブ２（ゴムカバー３）の膨出と収縮とを繰返し行なうようにしてもよい。

ゴムチューブ２にエアＡを供給してゴムカバー３が膨出した際の最大膨出量Ｂは、例えば、１ｃｍ以上５ｃｍ以下に設定する。１ｃｍ未満では、氷雪Ｓの除去効果が低く、一方、５ｃｍ超にしても膨出量の増加に見合う氷雪Ｓの除去効果の向上が得られないためである。

また、この実施形態では、それぞれの給排ホース９に独立制御弁１１ａを設けることによって、複数のゴムチューブ２に独立に給気できる構造になっているので、複数から選択したゴムチューブ２に独立してエアＡを供給してそれぞれのゴムチューブ２を独自に膨出変形させることができる。

したがって、図５に例示するように、ゴムカバー３の必要な部分だけを膨出変形させことができる。図５では、上段および下段のゴムチューブ２、２にのみエアＡを供給して膨出変形させ、中段のゴムチューブ２にはエアＡを供給せずに収縮した状態のままにしている。

また、それぞれの給排ホース９の独立制御弁１１ａの開閉制御によって、複数のゴムチューブ２の膨出変形量を変化させた組み合わせによりゴムカバー３を様々な形状に膨出変形させることができる。そのため、ゴムカバー３を急傾斜状に変形させることも可能になる。このようにして、ゴムカバー３に付着した氷雪Ｓの位置や形状等に応じてゴムカバー３を膨出変形させて、確実に氷雪Ｓを除去することが可能になる。

尚、図１に示した実施形態において、独立制御弁１１ａを省略して、それぞれゴムチューブ２に同時にエアＡを供給する構成にすることもできる。

実施形態では、エア給排ホース９を鉄道車両１２に内設されたエアコンプレッサ１０に連結しているが、例えば、鉄道車両１２とは独立したポータブルなエアコンプレッサ１０に連結することもできる。その際には、鉄道車両１２の外部でポータブルなエアコンプレッサ１０に連結したエア給排ホース９を、カップリング８ａ、８ｂを介してゴムチューブ２に接続する。

また、断面において、ゴムチューブ２のゴムカバー３側に形成する凹部２ａは図２に例示した１つに限らず、図６に例示するように２つの凹部２ａ、２ａを形成するようにしてもよい。

本発明の鉄道車両の氷雪除去装置を斜視図である。図１の氷雪除去装置の側面図である。図１のゴムカバーを例示する正面図である。図２の氷雪除去装置のゴムチューブが膨出変形した状態を例示する側面図である。図２の氷雪除去装置のゴムチューブが膨出変形した状態の別の例を示す側面図である。図２の氷雪除去装置のゴムチューブの変形例を示す断面図である。本発明の氷雪除去装置を取り付けている鉄道車両の側面図である。

符号の説明

１氷雪除去装置
２ゴムチューブ（膨縮可能な袋体）
２ａ凹部
２ｂ補強層
３ゴムカバー（可撓性カバー）
３ａ補強部材
４保持フレーム
５取付けアングル
６ａ上板
６ｂ下板
６ｃ押えプレート
６ｄ側面板
７配管接続部材
７ａチェックバルブ
８ａ、８ｂカップリング
９エア給排ホース
１０エアコンプレッサ
１１ａ独立制御弁
１１ｂ排気弁
１２鉄道車両
１３台車
１４車輪
１５床下機器カバー
Ｓ氷雪

Claims

鉄道車両の車体下部の所定位置に表面を露出して設置される可撓性カバーと、該可撓性カバーの背面に配置される膨縮可能な袋体と、該袋体にエアを給排するエア給排手段とを備えた鉄道車両の氷雪除去装置において、前記袋体を前記可撓性カバー側に凹部を有する断面形状に形成し、前記可撓性カバーの一部分に、この可撓性カバーよりも曲げ剛性が高く、前記袋体の長手方向に延びる補強部材を設けた鉄道車両の氷雪除去装置。
前記袋体を前記可撓性カバーの背面に沿って複数並べて配置し、それぞれの袋体に対して独立にエアを供給する独立給気手段を設けた請求項１に記載の鉄道車両の氷雪除去装置。
鉄道車両の車体下部の所定位置に表面を露出して設置される可撓性カバーと、該可撓性カバーの背面に配置される膨縮可能な袋体と、該袋体にエアを給排するエア給排手段とを備えた鉄道車両の氷雪除去装置において、前記袋体を前記可撓性カバーの背面に沿って複数並べて配置し、それぞれの袋体に対して独立にエアを供給する独立給気手段を設け、前記可撓性カバーの一部分に、この可撓性カバーよりも曲げ剛性が高く、前記袋体の長手方向に延びる補強部材を設けた鉄道車両の氷雪除去装置。
前記袋体の外周側に保持フレームを配置し、断面において前記袋体を前記可撓性カバーと前記保持フレームとにより囲む構成にした請求項１〜３のいずれかに記載の鉄道車両の氷雪除去装置。
前記袋体にエアを供給して可撓性カバーが膨出した際の最大膨出量を１ｃｍ以上５ｃｍ以下にした請求項１〜４のいずれかに記載の氷雪除去装置。
鉄道車両の車体下部の所定位置に着脱自在な構成にした請求項１〜５のいずれかに記載の鉄道車両の氷雪除去装置。