JP5153740B2 - 脱線車両の逸脱防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、脱線した鉄道車両の輪軸が分岐器のリードレールに干渉して車体が車両限界から逸脱することを防止する脱線車両の逸脱防止装置に関するものである。

鉄道車両が脱線後、停止するまでの間に軌道から大きく逸脱すると、軌道周辺の構造物や隣接する軌道上の車両と衝突し、被害が拡大してしまう。例えば、過去に実際に発生した脱線事故として、脱線した輪軸が分岐器に設けられた分岐線のリードレールに衝突し、これにガイドされることによって、脱線車両が車両限界から大きく逸脱して対向列車に衝突した事例がある。

脱線車両の軌道逸脱を防止する従来技術として、例えば特許文献１には、車輪がレールから逸脱したときにレールに接触して車両の車幅方向変位を規制する案内部材を台車に設けることが記載されている。
また、特許文献２には、輪軸の車軸中間部から外径側へつば状に張り出したガイドディスクを設け、脱線時にガイドディスクとレールが係合することによって車両の逸脱を防止することが記載されている。

また、上述した分岐器におけるリードレールと車輪との衝突を防止する技術として、例えば特許文献３には、脱線した輪軸が、軌道に沿って配置されたガイド部材と軸箱に設けられた被ガイド部材とによって案内されながら走行する箇所に、車輪をリードレール頭部とほぼ同じ高さまで持ち上げるスロープ板を設けることが記載されている。スロープ板及びスロープ板と接続された踏面板は、基準線の２本のレールの間隔及び外側におけるポイント部側、クロッシング部側にそれぞれ配置されている。

特開２００６−１８２２６１号公報 特開２００６−２５６４９８号公報 特開２００９−３５９３５号公報

特許文献３に記載された技術においては、全ての車両の軸箱に被ガイド部材を装着する必要があり、また軌道側でも多数のスロープ板及びガイド部材を設置する必要があることから、実施する場合施工がきわめて煩雑となり、費用も高額となることが懸念される。なお、特許文献３には、スロープ板が設けられる踏面板を、脱輪が予測される領域全体にわたって設けてもよいことが記載されてはいるものの、仮にガイド部材及び被ガイド部材を設けない場合にどのようにスロープ板を配置すればよいのか、具体的には何ら記載されておらず不明である。

また、編成後方の車両が脱線した状態で列車が走行を続けると、軌道の破損や車両の衝突等の被害が拡大することから、脱線車両がある場合には直ちに列車を停止させることが要望される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、構造が簡素でありかつ車両に特別な対策を施すことなく脱線車両の軌道逸脱を効果的に防止した脱線車両の逸脱防止装置を提供することである。
また、本発明の他の課題は、編成中の車両の脱線を検出して列車の停止を促すことができる脱線車両の逸脱防止装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、本発明の脱線車両の逸脱防止装置は、左右一対のレールによってそれぞれ構成される基準線と分岐線とが分岐する分岐器に設けられる脱線車両の逸脱防止装置であって、前記基準線の左右のレールの間隔に配置される前記分岐線のリードレールに対して基準線を背向走行する車両の進入側であって、前記基準線の左右のレールの内側にそれぞれ設けられるガードレール間の全幅にわたって設けられ、前記基準線の左右のレールの間隔を走行する脱線車両の車輪を前記リードレールの頭部とほぼ同じ高さまで上昇させる斜面部を有することを特徴とする。
本発明によれば、左右のレール間に脱輪した車輪が左右ガードレールの間を通過する場合には、これを斜面部によって持ち上げてリードレール頭部の上方を通過させることが可能となり、車輪がリードレールの側面に衝突し、これに案内されて枕木方向に変位し、車体等が車両限界から逸脱することを防止できる。一方、脱輪した車輪がガードレールよりも外側を通過する場合には、車輪はガードレールによって主レール側へ案内され、リードレールと主レールとの間隔を通過するため、この場合にも車輪がリードレールに衝突することを防止できる。
本発明によれば、１つの分岐器あたり１つの斜面部を設ければよく、また車両側に案内部材を設ける等の対策を施す必要がないことから、構造が簡素でありかつ車両に特別な対策を施すことなく脱線車両の軌道逸脱を効果的に防止することができる。
なお、本明細書、請求の範囲等において、分岐器とは、可動式のトングレール等を有するものに限らず、横取り装置を用いる乗越分岐器も含むものとする。

本発明において、前記斜面部と前記リードレールとの間に前記リードレールの頭部とほぼ同じ高さを有する平面部が設けられる構成とすることができる。
これによれば、基準線の主レールに対して斜行しかつ湾曲したリードレールの手前に平面部を介在させることによって、斜面部の表面が枕木方向に傾斜しないように形成することができ、斜面部によって脱線車両の車輪が枕木方向に流されることを防止できる。

また、本発明において、前記斜面部の上端部は前記リードレールの側部に沿わせて配置され、前記基準線の走行方向における前記斜面部の勾配は左レール側から右レール側にかけて連続的に変化する構成とすることができる。
これによれば、基準線の走行方向における逸脱防止装置のサイズをコンパクトにして、狭いスペースしか確保できない場合であっても設置することができる。
この場合、前記斜面部から上方へ突き出して形成され、前記基準線の走行方向にほぼ沿って延びた複数の凸部を備える構成とすることができる。
これによれば、凸部によって脱線車両の車輪が枕木方向に流されることを防止できる。

また、本発明において、前記斜面部と脱線車両の輪軸との衝突を検出する衝突検出手段と、前記衝突検出手段の出力に応じて警報を出力する警報出力手段とを備える構成とすることができる。
これによれば、脱線車両の輪軸と斜面部との衝突を検出することによって車両の脱線を簡素な構成で確実に検出し、これに基づいて警報を出力することによって、脱線車両を含む列車や対向列車、並行列車の停止を促し、被害の拡大を効果的に防止できる。
この場合、前記警報出力手段は、前記斜面部から前記脱線車両を含む列車の編成長以上前方に設けられた警報表示手段を有する構成とすることができる。
これによれば、脱線車両を含む列車の運転手に脱線を報知して直ちに列車を停止させることができる。

以上のように、本発明によれば、車両に特別な対策を施すことなく脱線車両が車両限界から逸脱することを防止した脱線車両の逸脱防止装置を提供することができる。

本発明を適用した脱線車両の逸脱防止装置の第１実施形態が設けられる分岐器を示す図であって、図１（ａ）は上方から見た模式的平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のｂ−ｂ部矢視模式的断面図である。 本発明を適用した脱線車両の逸脱防止装置の第２実施形態が設けられる分岐器を示す図であって、図２（ａ）は上方から見た模式的平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ−ｂ部矢視模式的断面図である。 本発明を適用した脱線車両の逸脱防止装置の第３実施形態が設けられる分岐器を示す図であって、図３（ａ）は上方から見た模式的平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ部矢視模式的断面図である。 図３の逸脱防止装置の模式的外観斜視図である。 本発明を適用した脱線車両の逸脱防止装置の第４実施形態における編成先頭への警報装置の構成を示す模式図である。

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る脱線車両の逸脱防止装置について説明する。
図１に示すように、分岐器１は、直線状に延びた基準線１０と曲線状に延びた分岐線２０との間に設けられるものである。
図１（ａ）において、基準線１０に左側から進入する車両（背向車両）を基準とした場合、分岐線２０は、左側から基準線１０に対して合流するように配置されている。
なお、以下の各レールの説明において、左右の区別は背向車両から見たときのものをいう。

基準線１０は、右主レール１１、左主レール１２、左リードレール１３、左トングレール１４、左ガードレール１５、右ガードレール１６等を備えて構成されている。
右主レール１１は、直線状に延びて配置されている。
左主レール１２は、右主レール１１から所定の軌間だけ離間して平行に配置され、直線状に延びて配置されている。左主レール１２は、分岐線２０の軌間以外の部分に配置されている。

左リードレール１３は、分岐線２０の軌間に設けられ、左主レール１２と同一直線上に配置されている。左リードレール１３の両端部には、分岐線２０を走行する車両の車輪フランジ部が通過する隙間が設けられている。
左トングレール１４は、左リードレール１３のポイント部側（図１における右側）端部に設けられた鉛直軸回りに揺動可能となっている。

左ガードレール１５は、左主レール１２の内側に、基準線１０を走行する車両の車輪フランジ部が通過する隙間を隔てて配置されている。左ガードレール１５は、分岐線２０の右リードレール２３のクロッシング部側（図１における左側）端部から、基準線１０を走行する背向車両の進入側に延びている。
右ガードレール１６は、右主レール１１の内側（軌間内側）に、基準線１０を走行する車両の車輪フランジ部が通過する隙間を隔てて配置されている。右ガードレール１６は、基準線１０の走行方向における位置が、左ガードレール１５とほぼ同じ位置に配置されている。

分岐線２０は、右主レール２１、左主レール２２、右リードレール２３、右トングレール２４、右ガードレール２５、左ガードレール２６等を備えて構成されている。
右主レール２１は、基準線１０側の端部が、基準線１０の左主レール１２のクロッシング側の端部に接続されている。
左主レール２２は、基準線１０側の端部が、基準線１０の左主レール１２のポイント側の端部に接続されている。

右リードレール２３は、基準線１０の軌間に配置され、背向車両の進入側が凸となる弧状に形成されている。右リードレール２３の両端部は、基準線１０の左ガードレール１５及び分岐線２０の右トングレール２４に接続されている。
右トングレール２４は、右リードレール２３のポイント側端部に設けられた鉛直軸回りに揺動可能となっている。

右ガードレール２５は、右主レール２１の内側に、分岐線２０を走行する車両の車輪フランジ部が通過する隙間を隔てて配置されている。右ガードレール２５は、基準線１０の左リードレール１３のポイント部側端部から、分岐線２０を走行する背向車両の進入側に延びている。
左ガードレール２６は、左主レール２２の内側に、分岐線２０を走行する車両の車輪フランジ部が通過する隙間を隔てて配置されている。左ガードレール２６は、基準線１０の左主レール１２の左リードレール１３側の端部から、分岐線２０を走行する背向車両の進入側に延びている。

脱線車両の逸脱防止装置１００は、基準線１０を背向方向から脱線した状態で走行してくる車両の輪軸ＷＳの車輪を乗り上げさせ、枕木上面レベルの高さから右リードレール２３の頭部の高さまで持ち上げるものである。
逸脱防止装置１００は、斜面部１０１、平面部１０２等を備えている。

斜面部１０１は、図１（ａ）に示すように、上方から見た平面形が、基準線１０の走行方向と平行な長辺方向を有する矩形状に形成されている。斜面部１０１における右リードレール２３側の端部は、基準線１０の走行方向における位置が、左ガードレール１５と右リードレール２３との接続部近傍に配置されている。また、斜面部１０１における背向車両の進入側の端部は、左ガードレール１５の端部よりも背向車両の進入側へ張り出して配置されている。
また、斜面部１０１の枕木方向における両端部は、基準線の左ガードレール１５及び右ガードレール１６と密接して配置されている。

斜面部１０１は、図１（ｂ）に示すように、背向車両の進入側の端部から右リードレール２３側の端部にかけて、枕木上面レベルから右リードレール２３の頭部レベルまで、ほぼ一定の勾配で上昇するように形成されている。また、この勾配は、枕木方向におけるどの位置でも均一となっている。

平面部１０２は、図１（ａ）に示すように、斜面部１０１の右リードレール２３側の端部と、右リードレール２３との間に設けられている。平面部１０２は、右リードレール２３の頭部とほぼ同じ高さを有する平面状の上面を有する。平面部１０２の右リードレール２３側の端部は、右リードレール２３の側面に沿わせて配置されている。また、平面部１０２は、枕木方向における幅が斜面部１０１と同等に設定されている。

逸脱防止装置１００は、車両が脱線することなく通常の走行を行う限りは機能せず、脱線時のみ一時的に利用されるものであるから、例えば複数列車の通過に耐えるような耐久性は不要である。逸脱防止装置１００は、例えば、コンクリート、鉄等の金属、木等によって形成することができる。

以上説明したように、第１実施形態によれば、基準線１０の左右の主レール１１，１２間に脱輪した車輪が左右ガードレール１５，１６の間に位置する場合には、これを斜面部１０１によって持ち上げて右リードレール２３の上方を通過させることが可能となり、車輪が右リードレール２３の側面に衝突して枕木方向右側へガイドされ、車体等が車両限界から逸脱することを防止できる。一方、脱輪した車輪が左右ガードレール１５，１６よりも外側を通過する場合には、車輪は左右ガードレール１５，１６によってそれぞれ対応する主レール１１，１２側へ案内され、右リードレール２３と左右主レール１１，１２との間隔を通過するため、この場合にも車輪が右リードレール２３に衝突することを防止できる。
本発明によれば、１つの分岐器あたり１つの斜面部１０１を設ければよく、また車両側に案内部材を設ける等の対策を施す必要がないことから、構造が簡素でありかつ車両に特別な対策を施すことなく脱線車両の軌道逸脱を効果的に防止することができる。
また、右リードレール２３の手前に平面部１０２を介在させることによって、斜面部１０１の表面が枕木方向に傾斜しないように形成することができ、斜面部１０１によって脱線車両の車輪が枕木方向に流されることを防止できる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用した脱線車両の逸脱防止装置の第２実施形態について説明する。
なお、以下説明する各実施形態において、従前の実施形態と実質的に同様の箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図２に示すように、第２実施形態の逸脱防止装置２００は、第１実施形態の逸脱防止装置１００のような平面部１０２を設けずに、直接右リードレール２３に接続された斜面部２０１を有する。斜面部２０１は、左ガードレール１５の背向車両進入側の端部近傍に設けられ、枕木方向に沿って配置された進入側端部から、右リードレール２３との接続部にかけて、図２（ｂ）に示すような基準線１０の走行方向に沿った横断面視において、ほぼ一定の勾配で上昇するように形成されている。

ここで、斜面部２０１の勾配は、基準線１０の走行方向に沿った進入側端部から右リードレール２３側端部までの距離の違いに起因して、枕木方向において連続的に変化している。具体的には、斜面部２０１の勾配は、左主レール１２側において右主レール１１側よりも大きくなっている。このため、逸脱防止装置２００を枕木方向に切って見た断面形状においては、斜面部２０１は左主レール１２側よりも右主レール１１側のほうが低くなるように傾斜している。
以上説明した第２実施形態によれば、基準線１０の走行方向における逸脱防止装置のサイズをコンパクトにして、狭いスペースしか確保できない場合であっても設置することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明を適用した脱線車両の逸脱防止装置の第３実施形態について説明する。
第３実施形態の逸脱防止装置３００は、第２実施形態の逸脱防止装置２００に対して、以下説明するフィン３０２を付加したものである。
図３、図４に示すように、フィン３０２は、第２実施形態の斜面部２０１と同様の斜面部３０１から上方へ突き出した平板状の部材である。図３（ａ）に示すように、フィン３０２は、基準線１０の走行方向に沿って伸びている。フィン３０２は、枕木方向に例えば４本がほぼ等間隔に配列されており、両端部のフィン３０２は、斜面部３０１の両端部に設けられ左右のガードレール１５，１６に密接して配置されている。
図３（ｂ）に示すように、フィン３０２は、その上端部が背向車両の進入側から右リードレール２３側へかけて徐々に高くなるように傾斜している。また、フィン３０２の高さは、各レールの頭部の高さを超えないように設定されている。
以上説明した第３実施形態によれば、脱線車両の車輪をフィン３０２が案内することによって、斜面部３０１の枕木方向の傾斜による輪軸ＷＳの流れを防止できる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明を適用した脱線車両の逸脱防止装置の第４実施形態について説明する。
第４実施形態の逸脱防止装置は、第１実施形態の逸脱防止装置１００に、以下説明する衝撃検出装置４０１、信号機４０２等を付加したものである。
衝撃検出装置４０１は、例えば逸脱防止装置１００の斜面部１０１に脱線車両の輪軸ＷＳが乗り上げた際の衝撃を検出する衝突検出手段であり、例えば斜面部１０１の振動を検出する振動ピックアップを備えている。
信号機４０２は、衝撃検出装置４０１と信号線によって接続され、衝撃検出装置４０１が斜面部１０１の衝撃を検出した際に、例えば灯火信号によって脱線警報を出力する警報出力（表示）手段である。

信号機４０２は、例えば、逸脱防止装置１００の設置位置に対して、その路線を運行する列車の最長編成長以上前方に配置されている。
例えば、図５に示す例においては、列車は機関車Ｌ及び貨車Ｆ１〜Ｆｎからなるｎ＋１量編成の貨物列車である。この場合、編成後端の貨車Ｆｎが脱線しても先頭車である機関車Ｌの運転手に脱線警報を知らせることができる。
また、このような信号機４０２以外に、対向列車の運転手に対して脱線警報を表示する図示しない信号機を設けることもできる。
以上説明した第４実施形態によれば、車両の脱線を簡素な構成の衝撃検出装置４０１によって確実に検出し、これに基づいて信号機４０２を点灯させることによって、脱線車両を含む列車及び対向列車の運転手に脱線があったことを認知させ、直ちに停車させることで被害の拡大を防止できる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は上記した実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
（１）斜面部及び平面部の形状、構造、材質、製法等は上述した各実施形態のものに限らず、適宜変更することができる。例えば、各実施形態では、基準線の走行方向における斜面部の勾配はほぼ一定であったが、勾配が変化するようにして輪軸が斜面部に乗り上げる際の衝撃を緩和するようにしてもよい。また、フィン等の凸部の形状や個数も特に限定されない。
（２）第４実施形態では脱線警報を軌道に隣接して設けられた信号機によって発するようにしているが、本発明はこれに限らず、例えば列車運行を集中的に管理するために用いられる集中制御盤等に警報が表示されるようにしてもよい。また、軌道−車両間通信を行い、列車の運転台に警報が表示されるようにしてもよい。この場合、警報は音声によって出力される構成としてもよい。

１ 分岐器 １０ 基準線
１１ 右主レール １２ 左主レール
１３ 左リードレール １４ 左トングレール
１５ 左ガードレール １６ 右ガードレール
２０ 分岐線 ２１ 右主レール
２２ 左主レール ２３ 右リードレール
２４ 右トングレール ２５ 右ガードレール
２６ 左ガードレール １００ 逸脱防止装置
１０１ 斜面部 １０２ 平面部
２００ 逸脱防止装置 ２０１ 斜面部
３００ 逸脱防止装置 ３０１ 斜面部
３０２ フィン ４０１ 衝撃検出装置
４０２ 信号機 ＷＳ 輪軸
Ｌ 機関車 Ｆ１〜Ｆｎ 貨車

Claims (6)

1. 左右一対のレールによってそれぞれ構成される基準線と分岐線とが分岐する分岐器に設けられる脱線車両の逸脱防止装置であって、
   前記基準線の左右のレールの間隔に配置される前記分岐線のリードレールに対して基準線を背向走行する車両の進入側であって、前記基準線の左右のレールの内側にそれぞれ設けられるガードレール間の全幅にわたって設けられ、前記基準線の左右のレールの間隔を走行する脱線車両の車輪を前記リードレールの頭部とほぼ同じ高さまで上昇させる斜面部を有すること
   を特徴とする脱線車両の逸脱防止装置。
2. 前記斜面部と前記リードレールとの間に前記リードレールの頭部とほぼ同じ高さを有する平面部が設けられること
   を特徴とする請求項１に記載の脱線車両の逸脱防止装置。
3. 前記斜面部の上端部は前記リードレールの側部に沿わせて配置され、
   前記基準線の走行方向における前記斜面部の勾配は左レール側から右レール側にかけて連続的に変化すること
   を特徴とする請求項１に記載の脱線車両の逸脱防止装置。
4. 前記斜面部から上方へ突き出して形成され、前記基準線の走行方向にほぼ沿って延びた複数の凸部を備えること
   を特徴とする請求項３に記載の脱線車両の逸脱防止装置。
5. 前記斜面部と脱線車両の輪軸との衝突を検出する衝突検出手段と、
   前記衝突検出手段の出力に応じて警報を出力する警報出力手段と
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の脱線車両の逸脱防止装置。
6. 前記警報出力手段は、前記斜面部から前記脱線車両を含む列車の編成長以上前方に設けられた警報表示手段を有すること
   を特徴とする請求項５に記載の脱線車両の逸脱防止装置。

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