JP7700998B2 - Leak prevention structure for injection device and injection device - Google Patents
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Description
この発明は、レールと車輪との間に噴射する噴射物を収容する噴射装置の収容部からのこの噴射物の漏出を防止する噴射装置の漏出防止構造、及びレールと車輪との間に噴射物を噴射する噴射装置に関する。 This invention relates to a leakage prevention structure for an injector that prevents leakage of an injection material from a housing portion of the injector that houses the injection material to be injected between the rail and the wheel, and to an injector that injects an injection material between the rail and the wheel.
鉄道車両では、セラミックス又は珪砂などの増粘着材をレールと車輪との間に噴射する噴射装置を台車に取り付けて、車両の空転又は滑走を防止するとともに、ブレーキ距離を確保している。従来の噴射装置は、増粘着材を収納する収納容器と、圧縮空気が導入される空気導入管と、収納容器内の増粘着材を吸込孔から吸い込み、増粘着材と圧縮空気とを混合する混合管と、この混合管内に空気導入管から圧縮空気を噴射するノズル部と、増粘着材と圧縮空気とを混合管から噴射する噴射管と、混合管と収容容器とを接続する通気管などを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の噴射装置では、増粘着材を噴射するときには、空気導入管から0.5Mp程度の圧縮空気を導入して、混合管内及び収容容器内の圧力を0.2MPa程度にしている。従来の噴射装置では、混合管を貫通するようにこの混合管の下側に吸込孔が形成されており、この吸込孔の下方の収納容器内の増粘着材をこの吸込孔を通じて混合管内に吸い上げて、増粘着材と圧縮空気とを混合管内で混合している。 In railroad vehicles, an injection device that injects adhesives such as ceramics or silica sand between the rails and the wheels is attached to the bogie to prevent the vehicle from spinning or skidding and ensure the braking distance. A conventional injection device includes a storage container that stores the adhesives, an air inlet pipe to which compressed air is introduced, a mixing tube that sucks the adhesives in the storage container from an inlet hole and mixes the adhesives with the compressed air, a nozzle that injects compressed air from the air inlet pipe into the mixing tube, an injection tube that injects the adhesives and compressed air from the mixing tube, and an air pipe that connects the mixing tube and the storage container (see, for example, Patent Document 1). In such a conventional injection device, when the adhesive is injected, compressed air of about 0.5 MPa is introduced from the air inlet pipe to set the pressure in the mixing tube and the storage container to about 0.2 MPa. In conventional injection devices, a suction hole is formed on the underside of the mixing tube so that it penetrates the tube. The adhesive agent in the storage container below the suction hole is sucked up into the mixing tube through the suction hole, and the adhesive agent and compressed air are mixed inside the mixing tube.
図１２及び図１３に示す従来の噴射装置１０１は、混合管１０７内に流入する圧縮空気ＧAを可動絞り部１０８の噴射口１０８ｃから混合室１０７ｇ内に噴射している。従来の噴射装置１０１は、混合室１０７ｇ内に圧縮空気ＧAが噴射されると、収納容器１０６内の増粘着材Ｍが吸込孔１０７ｆから混合室１０７ｇ内に吸い込まれて、混合室１０７ｇ内で混合した圧縮空気ＧAと増粘着材Ｍとを混合管１０７から排出している。吸込孔１０７ｆは、収納容器１０６内の増粘着材Ｍが混合室１０７ｇ内に吸い込まれるように、内径が2.5mm程度に形成されている。
12 and 13 injects compressed air G A flowing into a
従来の噴射装置１０１では、鉄道車両が線路上を走行するとこの鉄道車両の台車とともに振動する。このため、従来の噴射装置１０１では、混合管１０７に圧縮空気ＧAが供給されていない非噴射時であるにもかかわらず、鉄道車両が振動したときには、収納容器１０６内の増粘着材Ｍが混合管１０７の吸込孔１０７ｆから上がり、混合管１０７に自然漏出する現象が起きることがある。その結果、従来の噴射装置１０１では、収納容器１０６から増粘着材Ｍが自然漏出して、収納容器１０６内の増粘着材Ｍが無駄に消費されてしまう問題点がある。また、従来の噴射装置１０１では、混合管１０７内に漏出した増粘着材Ｍが上流側の可動絞り部１０８に移動して、混合管１０７内に漏出した増粘着材Ｍによって可動絞り部１０８を通過して混合管１０７の上流側に移動する現象が起きることがある。その結果、混合管１０７に圧縮空気ＧAが供給されると、混合管１０７の上流側に溜まった増粘着材Ｍが可動絞り部１０８側に押し出されて、増粘着材Ｍによって可動絞り部１０８が詰まってしまう問題点がある。
In the
この発明の課題は、安価で簡単な構造によって収容部からの噴射物の漏出を防止することができる噴射装置の漏出防止構造及び噴射装置を提供することである。 The objective of this invention is to provide a leakage prevention structure for an injection device that can prevent leakage of the injection material from the container using an inexpensive and simple structure, and an injection device.
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３及び図７に示すように、レール（ＲR，ＲL）と車輪（ＷR，ＷL）との間に噴射する噴射物（Ｍ1）を収容する噴射装置（１）の収容部（６Ｒ，６Ｌ）からのこの噴射物の漏出を防止する噴射装置の漏出防止構造であって、前記収容部内で前記噴射物を吸い込む吸込管部（１１）を備え、前記吸込管部は、前記収容部の下方で前記噴射物と圧縮気体（Ｇ）とを混合する混合部（７）に、この収容部の下方からこの収容部の上方を経由してこの噴射物を導き、前記収容部内と前記混合部内とを接続する通気管部（９）の内部に、この吸込管部の一部が配管されていることを特徴とする噴射装置の漏出防止構造（１０）である。
The present invention solves the above problems by the means described below.
In addition, although the present invention will be described with reference to corresponding reference numerals, the present invention is not limited to this embodiment.
The invention of
請求項２の発明は、請求項１に記載の噴射装置の漏出防止構造において、図８（Ａ）（Ｃ）に示すように、前記吸込管部は、この吸込管部の中心線（Ｌ2）が前記通気管部の中心線（Ｌ1）よりも前記混合部の上流側にずらして、この通気管部の内部に配管されていることを特徴とする噴射装置の漏出防止構造である。
The invention of
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の噴射装置の漏出防止構造において、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、前記吸込管部は、前記混合部で前記圧縮気体を噴射する噴射口（８ｃ）の中心線（Ｌ3）と、この吸込管部の排出口（１１ｅ）との間の距離（ｄ）が所定範囲内であることを特徴とする噴射装置の漏出防止構造である。
The invention of
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の噴射装置の漏出防止構造において、図３及び図７に示すように、前記吸込管部は、前記収容部内の前記噴射物の表面（Ｓ）よりも、この吸込管部の最上部（１１ｃ）が上方に位置することを特徴とする噴射装置の漏出防止構造である。
The invention of
請求項５の発明は、レール（ＲR，ＲL）と車輪（ＷR，ＷL）との間に噴射物（Ｍ1）を噴射する噴射装置であって、図１～図３に示すように、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の噴射装置の漏出防止構造（１０）を備えることを特徴とする噴射装置（１）である。
The invention of claim 5 is an injection device that injects an injection material (M 1 ) between rails (R R , R L ) and wheels (W R , W L ), and is characterized in that, as shown in Figures 1 to 3 , the injection device (1) is equipped with a leakage prevention structure (10) for an injection device according to any one of
この発明によると、安価で簡単な構造によって収容部からの噴射物の漏出を防止することができる。 This invention makes it possible to prevent leakage of the injection material from the container using an inexpensive and simple structure.
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図１及び図２に示す線路Ｒは、鉄道車両が走行する通路（軌道）である。線路Ｒは、図１に示すように車輪ＷR，ＷLを案内する一対のレールＲR，ＲLなどを備えている。レールＲR，ＲLは、車輪ＷR，ＷLを直接支持する頭頂面（頭部上面）Ｒ1と、この頭頂面Ｒ1と連続する内側頭側面Ｒ2とを備えている。図２に示すように、レールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの接触点Ｐ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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The track R shown in Figures 1 and 2 is a passageway (track) on which rail vehicles run. The track R includes a pair of rails R R , R L that guide the wheels W R , W L as shown in Figure 1. The rails R R , R L include a top surface (top upper surface) R 1 that directly supports the wheels W R , W L , and an inner head side surface R 2 that is continuous with the top surface R 1. As shown in Figure 2, a normal force W and a tangential force F act on a contact point P between the rails R R , R L and the wheels W R , W L , and the proportional coefficient of the tangential force F to the normal force W (tangential force coefficient (traction coefficient)) F/W is the friction coefficient, and the maximum value of this friction coefficient is the adhesion coefficient.
図１及び図２に示す車輪ＷR，ＷLは、左右のレールＲR，ＲLとそれぞれ回転接触する部材である。車輪ＷR，ＷLは、図１に示すように、レールＲR，ＲLの頭頂面Ｒ1と接触して摩擦抵抗を受ける車輪踏面Ｗ1と、鉄道車両が急曲線を通過するときに、外軌側のレールＲR，ＲLの内側頭側面Ｒ2と接触して摩擦抵抗を受けるフランジ面Ｗ2とを備えている。 The wheels W R and W L shown in Figures 1 and 2 are members that are in rolling contact with the left and right rails R R and R L , respectively. As shown in Figure 1, the wheels W R and W L have a wheel tread W1 that comes into contact with the head surfaces R1 of the rails R R and R L and receives frictional resistance, and a flange surface W2 that comes into contact with the inner head side surface R2 of the outer rails R R and R L and receives frictional resistance when the railway vehicle passes through a sharp curve.
図１及び図２に示す噴射装置１は、レールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの間に噴射物Ｍ1を噴射する装置である。噴射装置１は、線路Ｒ上を走行する鉄道車両側から噴射物Ｍ1を噴射する車上式噴射装置であり、この鉄道車両に搭載された状態でこの鉄道車両とともに移動する。ここで、噴射物Ｍ1は、レールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの間の粘着係数を向上させる増粘着材である。噴射物Ｍ1は、例えば、粘着係数（摩擦係数）を増加させる機能を有するアルミナなどのセラミックス粒子である。噴射装置１は、鉄道車両の進行方向前側からレールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの間に噴射物Ｍ1を噴射する。噴射装置１は、図１に示す矢印方向とは反対方向に鉄道車両が走行するときにはこの噴射装置１と同一構造の噴射装置によって図１に示す矢印方向とは反対方向からレールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの間に噴射物Ｍ1を噴射する。噴射装置１は、図１及び図２に示す気体噴射部２と、流路３と、開閉部４Ｒ，４Ｌと、流路５Ｒ，５Ｌと、収容部６Ｒ，６Ｌと、図３、図４及び図６に示す混合部７と、図３、図４、図６及び図７に示す可動絞り部８と、図３～図５、図７及び図８に示す通気管部９と、図３～図８に示す漏出防止構造１０と、図１及び図２に示す流路１２Ｒ，１２Ｌと、噴射部１３Ｒ，１３Ｌと、制御装置１４などを備えている。
The
図１及び図２に示す気体噴射部２は、圧縮気体Ｇを噴射する部分である。気体噴射部２は、例えば、圧縮空気のような圧縮気体Ｇを収容するエアタンクを備えており、このエアタンク内にコンプレッサによって気体が供給される。気体噴射部２は、エアタンク内の気体の圧力が所定値を下回るときには、このエアタンク内の気体の圧力が所定値に達するまで、このエアタンク内にコンプレッサによって気体が供給される。気体噴射部２は、制御装置１４が出力する動作開始信号に基づいてこのエアタンクから圧縮気体Ｇを流路３に供給する。流路３は、圧縮気体Ｇが流れる管路である。流路３は、上流側が気体噴射部２に接続されており、下流側が二つに分岐して開閉部４Ｒ，４Ｌにそれぞれ接続されている。
The
開閉部４Ｒ，４Ｌは、流路５Ｒ，５Ｌを開閉する部分である。開閉部４Ｒ，４Ｌは、例えば、電流が流れたときに磁力を発生して流路５Ｒ，５Ｌを開閉する電磁弁のような開閉弁である。開閉部４Ｒ，４Ｌは、流路５Ｒ，５Ｌの上流側にそれぞれ設置されており、制御装置１４が出力する開閉信号に基づいて流路５Ｒ，５Ｌを開閉する。
The opening/
流路５Ｒ，５Ｌは、開閉部４Ｒ，４Ｌを通過した圧縮気体Ｇが流れる管路である。流路５Ｒは、上流側が開閉部４Ｒに接続されており、下流側が収容部６Ｒに接続されている。流路５Ｌは、上流側が開閉部４Ｌに接続されており、下流側が収容部６Ｌに接続されている。流路５Ｒ，５Ｌは、この流路５Ｒ，５Ｌ内を流れる圧縮気体Ｇの流量が同一になるようにいずれも断面積が同一に形成されている。
The
図１及び図２に示す収容部６Ｒ，６Ｌは、噴射物Ｍ1を収容する部分である。収容部６Ｒは、進行方向右側のレールＲRと進行方向右側の車輪ＷRとの間に噴射する噴射物Ｍ1を収容し、収容部６Ｌは進行方向左側のレールＲLと進行方向左側の車輪ＷLとの間に噴射する噴射物Ｍ1を収容する。収容部６Ｒ，６Ｌは、例えば、噴射物Ｍ1を収容するタンクなどである。収容部６Ｒ，６Ｌは、開閉部４Ｒ，４Ｌを通過した圧縮気体Ｇが流入すると、噴射物Ｍ1を圧縮気体Ｇとともに流路１２Ｒ，１２Ｌに排出する。収容部６Ｒ，６Ｌは、図３及び図７に示すように、この収容部６Ｒ，６Ｌの上方に空間が形成されるように、規定の容量限界（いわゆる満タン）に達するまで噴射物Ｍ1を充填可能である。図１及び図２に示す収容部６Ｒ，６Ｌは、いずれも同一構造であり、以下では一方の収容部６Ｒを中心に説明し、他方の収容部６Ｌについては詳細な説明を省略する。収容部６Ｒは、図１～図３に示す本体部６ａと、図１及び図３に示す蓋部６ｂと、図３に示す取付部６ｃなどを備えている。
The
図１～図３に示す本体部６ａは、収容部６Ｒの本体を構成する部分である。本体部６ａは、図３及び図５～図７に示す側部６ｄと、図３、図４及び図７に示す底部６ｅと、図３に示す開口部６ｆと、図３及び図４に示す排出孔６ｇと、塞ぎ部６ｈなどを備えている。図３及び図５～図７に示す側部６ｄは、本体部６ａの側面を構成する円筒状の部分である。図３、図４及び図７に示す底部６ｅは、本体部６ａの底面を構成する円板状の部分である。図３に示す開口部６ｆは、本体部６ａの上側を開放するための部分である。図３及び図４に示す排出孔６ｇは、収容部６Ｒ内の噴射物Ｍ1を排出する部分である。排出孔６ｇは、底部６ｅを貫通する貫通孔であり、図１２及び図１３に示す混合部７の吸込孔１０７ｆの直下に形成されている。図３及び図４に示す塞ぎ部６ｈは、排出孔６ｇを塞ぐ部分である。塞ぎ部６ｈは、排出孔６ｇに着脱自在に装着可能であり、排出孔６ｇの内周面に形成された雌ねじ部と噛み合う雄ねじ部を有するプラグなどである。
The
図１及び図３に示す蓋部６ｂは、本体部６ａを開閉する部分である。蓋部６ｂは、本体部６ａの開口部６ｆを開閉するようにこの本体部６ａに着脱自在に装着されており、開口部６ｆを通じて本体部６ａ内に噴射物Ｍ1を充填するときに開閉される。図３に示す取付部６ｃは、本体部６ａを着脱自在に取り付ける部分である。取付部６ｃは、本体部６ａの背面に本体部６ａと一体に固定された板状部材であり、鉄道車両の台車の台車枠に着脱自在に取り付けられる。
The
図３、図４及び図６に示す混合部７は、噴射物Ｍ1と圧縮気体Ｇとが混合する部分である。混合部７は、図３に示すように、外観が略Ｌ字状に形成された円管状の部材であり、図３及び図６に示すように本体部６ａを貫通するように本体部６ａと一体に固定されている。混合部７は、本体部６ａの内部に配管されており、噴射物Ｍ1と圧縮気体Ｇとを混合する混合管として機能する。混合部７は、図３及び図４に示すように、本体部６ａの底部６ｅとの間に僅かに隙間をあけて、本体部６ａの下方に底部６ｅに対して平行に配管されている。混合部７は、図３及び図５に示す圧縮気体供給部７ａと、図３、図４、図６及び図７に示す圧縮気体通過部７ｂと、図３及び図６に示す調整孔７ｃと、図３、図５及び図６に示す塞ぎ部７ｄと、図４に示す塞ぎ部７ｅと、図３、図４及び図７に示す通気管接続部７ｆと、図３、図４及び図６～図８に示す混合室７ｇと、図３、図４及び図６～図８に示す混合物通過部７ｈと、図３及び図５～図７に示す混合物排出部７ｉなどである。
The
図３及び図５に示す圧縮気体供給部７ａは、混合部７に圧縮気体Ｇを供給する部分である。圧縮気体供給部７ａは、図３に示すように、混合部７の上流側の端部の上面に形成されており、図１及び図２に示す流路５Ｒの下流側の端部が接続される。圧縮気体供給部７ａは、流路５Ｒを構成する配管の端部を着脱自在に接続可能な管継手である。
The compressed
図３、図４、図６及び図７に示す圧縮気体通過部７ｂは、圧縮気体Ｇが通過する部分である。圧縮気体通過部７ｂは、圧縮気体供給部７ａから供給される圧縮気体Ｇが流れる管路である。圧縮気体通過部７ｂは、図３に示すように、上流側が上方に向って略直角に屈曲して圧縮気体供給部７ａに接続されており、下流側が混合室７ｇに向って水平に伸びている。
The
図３及び図６に示す調整孔７ｃは、可動絞り部８の絞り位置を調整するために使用される部分である。調整孔７ｃは、図３及び図６に示すように、混合部７の上流側の端部に形成されており、混合部７を貫通する貫通孔である。調整孔７ｃは、図８（Ａ）（Ｂ）に示す可動絞り部８の噴射口８ｃと吸込管部１１の排出口１１ｅとの間の距離ｄを調整するための工具を混合部７内に挿入するときに使用される。調整孔７ｃは、可動絞り部８の中心線Ｌ3上に形成されている。
The
図３、図５及び図６に示す塞ぎ部７ｄは、調整孔７ｃを塞ぐ部材である。塞ぎ部７ｄは、調整孔７ｃの内周部に形成された雌ねじ部と噛み合う雄ねじ部がこの塞ぎ部７ｄの外周部に形成されており、調整孔７ｃに着脱自在に装着されるプラグなどである。
The blocking
図４に示す塞ぎ部７ｅは、吸込孔１０７ｆを塞ぐ部分である。塞ぎ部７ｅは、図１２及び図１３に示す従来の噴射装置１０１の混合管１０７に形成された吸込孔１０７ｆから噴射物Ｍ1が吸い込まれるのを防ぐために、排出孔６ｇから挿入されて吸込孔１０７ｆに装着される。塞ぎ部７ｅは、例えば、ねじ自身によってねじ立てが可能であり、吸込孔１０７ｆの内周部にねじ込まれるタッピングねじなどである。
The blocking
図３、図４及び図７に示す通気管接続部７ｆは、通気管部９が接続される部分である。通気管接続部７ｆは、混合部７の下流側の上部を貫通する貫通孔であり、通気管部９の下端開口部９ａが接続されている。通気管接続部７ｆは、通気管部９の下端開口部９ａの外周部に形成された雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部がこの通気管接続部７ｆの内周部に形成されている。
The vent
図３、図４及び図６～図８に示す混合室７ｇは、噴射物Ｍ1と圧縮気体Ｇとを混合する部分である。混合室７ｇは、可動絞り部８の下流側であって通気管接続部７ｆの下方に形成されている。混合室７ｇは、図３及び図４に示すように、可動絞り部８の噴射口８ｃから噴射する圧縮気体Ｇと、吸込管部１１の排出口１１ｅから排出する噴射物Ｍ1とを混合し、これらの混合物Ｍ2を混合物通過部７ｈに流出させる。
The mixing
図３、図４及び図６～図８に示す混合物通過部７ｈは、混合物Ｍ2が通過する部分である。混合物通過部７ｈは、混合室７ｇから排出される混合物Ｍ2が流れる管路である。混合物通過部７ｈは、図３及び図６に示すように、上流側が混合室７ｇに接続されており、下流側が混合物排出部７ｉに接続されている。
The
図３、図５、図６及び図７に示す混合物排出部７ｉは、混合部７から混合物Ｍ2を排出する部分である。混合物排出部７ｉは、混合部７の下流側の端部に形成されており、図１及び図２に示す流路１２Ｒの上流側の端部が接続される。混合物排出部７ｉは、流路１２Ｒを構成する配管の端部を着脱自在に接続可能な管継手である。
The
図３、図４、図６及び図７に示す可動絞り部８は、流れの断面積を減少させて圧縮気体Ｇを噴射させる部分である。可動絞り部８は、この可動絞り部８の噴射口８ｃの位置を前後方向に変更可能な位置調整機能を備えており、この可動絞り部８の前後方向の位置を調整することによって、吸込管部１１から吸い込まれる噴射物Ｍ1の吸込量を変化させる。可動絞り部８は、圧縮気体通過部７ｂを塞ぐように圧縮気体通過部７ｂに収容されている。可動絞り部８は、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、この可動絞り部８の中心線Ｌ3が通気管部９の中心線Ｌ1と直交するように配置されている。可動絞り部８は、従来の噴射装置１０１の構造を大幅に改造せずに、図１３及び図１４に示す従来の可動絞り部１０８と交換可能であり、従来の可動絞り部１０８と同様に圧縮気体通過部７ｂの内周部に着脱自在に装着可能である。可動絞り部８は、図４、図６及び図７に示す固定部８ａと、可動部８ｂと、図４、図６、図７及び図８（Ａ）（Ｂ）に示す噴射口８ｃなどを備えている。
The
図４、図６及び図７に示す固定部８ａは、圧縮気体通過部７ｂの内周部に固定される部分である。固定部８ａは、外観が円筒状の部材であり、この固定部８ａの内部に圧縮気体Ｇが流れる流路が形成されている。固定部８ａは、この固定部８ａの外周部に形成された雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部が圧縮気体通過部７ｂの内周部に形成されており、圧縮気体通過部７ｂの雌ねじ部にこの固定部８ａの雄ねじ部がねじ込まれて圧縮気体通過部７ｂ内に装着される。
The fixed
可動部８ｂは、固定部８ａに対して前後方向に可動する部分である。可動部８ｂは、固定部８ａの内周部に形成された雌ねじ部と噛み合う雄ねじ部がこの可動部８ｂの外周部に形成されている。可動部８ｂは、外観が円筒状の部材であり、固定部８ａ側の流路と接続するように、この可動部８ｂ内部に圧縮気体Ｇが流れる可動部８ｂ側の流路が形成されている。可動部８ｂは、この可動部８ｂ内の流路の断面積が減少するように、上流側の内径よりも下流側の内径が小さく形成されている。可動部８ｂは、圧縮気体Ｇの流れを絞ることによって圧力を低下させて流速を増加させるベンチュリ管のような絞りとして機能する。可動部８ｂは、調整孔７ｃから挿入される六角レンチのような工具が着脱自在に嵌合する六角穴がこの可動部８ｂの上流側の端部に形成されている。可動部８ｂは、図８（Ａ）に示す中心線Ｌ3を回転中心として工具によって回転されることによって、この可動部８ｂの雄ねじ部が固定部８ａの雌ねじ部と噛み合って前後方向に移動し、吸込管部１１の排出口１１ｅと噴射口８ｃとの間の距離ｄを可変する。可動部８ｂは、送り方向（時計回り）に回転することによって噴射口８ｃを排出口１１ｅに近づけ、戻り方向（反時計回り）に回転することによって噴射口８ｃを排出口１１ｅから遠ざける。可動部８ｂは、図１２及び図１３に示す従来の噴射装置１０１の吸込孔１０７ｆの位置よりも排出口１１ｅの位置が噴射口８ｃから遠くなるため、従来の噴射装置１０１の可動絞り部１０８の噴射口１０８ｃまでのノズル部分の長さに比べて、噴射口８ｃまでのノズル部分の長さが長く形成されている。
The
図４、図６、図７及び図８（Ａ）（Ｂ）に示す噴射口８ｃは、圧縮気体Ｇを噴射する部分である。噴射口８ｃは、可動部８ｂの先端部に形成されているノズル口であり、混合室７ｇに向けて圧縮気体Ｇを噴射する。噴射口８ｃは、可動部８ｂ内の断面積が比較的大きい上流側から、可動部８ｂ内の断面積が比較的に小さい下流側に向って、圧縮気体Ｇが通過することによって、圧力が低下した高速の圧縮気体Ｇを混合室７ｇ内に噴射する。噴射口８ｃは、図８（Ａ）に示すように、この噴射口８ｃの中心線Ｌ3が混合部７の混合室７ｇの中心線と一致するように配置されている。
The
図３～図５、図７及び図８に示す通気管部９は、収容部６Ｒ内と混合部７内とを接続する部分である。通気管部９は、収容部６Ｒと混合部７との間で気体が通過して、収容部６Ｒ内の圧力が混合部７内の圧力とをほぼ同一になるように、収容部６Ｒ内と混合部７内とを接続する管路（通気管）である。通気管部９は、図３及び図７に示すように、所定長さの筒状の部材であり、収容部６Ｒ内で上下方向に直線状に配管されている。通気管部９は、図７に示すように、下端開口部９ａと上端開口部９ｂなどを備えている。下端開口部９ａは、混合部７内に開口する部分であり、混合部７の通気管接続部７ｆに接続されている。上端開口部９ｂは、収容部６Ｒ内に開口する部分であり、噴射物Ｍ1の表面Ｓよりも上方に突出している。
The
通気管部９は、図３及び図４に示すように、収容部６Ｒ内から混合室７ｇ内に噴射物Ｍ1が噴射するときには、この通気管部９を通じて混合室７ｇ内から収容部６Ｒ内に圧縮気体Ｇを流入させる。一方、通気管部９は、収容部６Ｒ内から混合室７ｇ内に噴射物Ｍ1が噴射した後には、この通気管部９を通じて収容部６Ｒ内から混合室７ｇ内に気体を流出させる。通気管部９は、噴射物Ｍ1の噴射後に収容部６Ｒ内の気体を混合室７ｇ内に排出させることによって、収容部６Ｒ内の圧力を高圧状態から通常状態に変化させ、この通気管部９を通じて収容部６Ｒ内から混合部７内に噴射物Ｍ1が漏出するのを防ぐ。
3 and 4, when the injection material M1 is injected from the
図３～図８に示す漏出防止構造１０は、レールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの間に噴射する噴射物Ｍ1を収容する収容部６Ｒからの噴射物Ｍ1の漏出を防止する構造である。漏出防止構造１０は、噴射装置１が動作していないときに、噴射装置１から漏出する噴射物Ｍ1の噴射量を低減する。漏出防止構造１０は、鉄道車両が線路Ｒ上を走行したときに発生する振動によって、噴射装置１から噴射物Ｍ1が漏出するのを防止する。漏出防止構造１０は、図３～図８に示す吸込管部１１などを備えている。
The
図３～図８に示す吸込管部１１は、収容部６Ｒ内で噴射物Ｍ1を吸い込む部分である。吸込管部１１は、図３及び図７に示すように、収容部６Ｒの下方からこの収容部６Ｒの上方を経由して、この収容部６Ｒの下方において噴射物Ｍ1と圧縮気体Ｇとが混合する混合部７にこの噴射物Ｍ1を導く。吸込管部１１は、所定の長さの筒状の部材であり、外観が略逆Ｕ字状の管路（吸引管）である。吸込管部１１は、図３～図５、図７及び図８に示すように、この吸込管部１１の一部が通気管部９の内部に配管されている。吸込管部１１は、図８に示すように、通気管部９内に吸込管部１１を配管したときに、通気管部９内を気体が通過可能なように、この吸込管部１１の外周部と通気管部９の内周部との間に間隙部を形成するために、この吸込管部１１の外径が通気管部９の内径よりも小さく設定されている。吸込管部１１は、例えば、この吸込管部１１内を噴射物Ｍ1が通過するときの摩擦接触に対して耐摩耗性に優れ、交換が容易なニトリルゴム（NBR）などの合成ゴム製のホースである。吸込管部１１は、図６及び図８に示すように、断面が円形（例えば、内径3mm程度）に形成されている。吸込管部１１は、噴射装置１が噴射動作していないときに、車両の振動などによって収容部６Ｒ内の噴射物Ｍ1が漏出しないように、図３及び図７に示すように収容部６Ｒ内の噴射物Ｍ1の表面Ｓよりも、この吸込管部１１の最上部が上方に位置している。ここで、表面Ｓは、収容部６Ｒ内で堆積している噴射物Ｍ1の最上面である。吸込管部１１は、図７に示す直管部１１ａと、吸込口１１ｂと、曲管部１１ｃと、直管部１１ｄと、図７及び図８に示す排出口１１ｅなどを備えている。吸込管部１１は、略逆Ｕ字状に配管することによって、吸込口１１ｂから排出口１１ｅまでの距離を比較的長くして収容部６Ｒ内の噴射物Ｍ1が混合室７ｇ内に漏れ出すのを防止する。
The
図７に示す直管部１１ａは、収容部６Ｒ内を上下方向に延びた流路である。直管部１１ａは、噴射装置１が噴射動作したときに、収容部６Ｒ内の噴射物Ｍ1がこの直管部１１ａの下方から上方に向けて流れるように直線状に配管されており、噴射物Ｍ1を上昇させる上昇用管路として機能する。吸込口１１ｂは、吸込管部１１内に噴射物Ｍ1を吸い込む部分である。吸込口１１ｂは、吸込管部１１の上流側の開口部であり、収容部６Ｒ内で開口する吸込管部１１の下端部である。吸込口１１ｂは、収容部６Ｒの底部６ｅに存在する噴射物Ｍ1を可能な限り消費可能なように、収容部６Ｒの底部６ｅとの間に僅かに隙間をあけて、混合部７よりも下方で底部６ｅの近傍に位置している。
The
曲管部１１ｃは、噴射物Ｍ1の流れる方向を変える部分である。曲管部１１ｃは、下方から上方に向って流れる噴射物Ｍ1が上方から下方に流れるように、噴射物Ｍ1の流れる方向を180°変えており、噴射物Ｍ1の流れる方向を変更する方向変更用管路として機能する。曲管部１１ｃは、噴射物Ｍ1の表面Ｓよりも高く、吸込管部１１の最上部に曲線状に配管されている。
The
直管部１１ｄは、通気管部９内を上下方向に延びた流路である。直管部１１ｄは、噴射装置１が噴射動作したときに、収容部６Ｒ内の噴射物Ｍ1がこの直管部１１ｄの上方から下方に向けて流れるように直線状に配管されており、噴射物Ｍ1を下降させる下降用管路として機能する。直管部１１ｄは、直管部１１ａと所定の間隔をあけて平行には配置されている。直管部１１ｄは、図８（Ａ）に示すように、この直管部１１ｄの中心線Ｌ2が通気管部９の中心線Ｌ1と平行になるように配置されており、この直管部１１ｄの中心線Ｌ2が可動絞り部８の中心線Ｌ3と直交するように配置されている。直管部１１ｄは、図８（Ｃ）に示すように、この直管部１１ｄの外周面が通気管部９の内周面と接触しており、この直管部１１ｄの外周面が通気管部９の内周面に接着剤などによって固定されている。直管部１１ｄは、図８（Ａ）に示すように、この直管部１１ｄの下端部が混合室７ｇ内に突出している。図７に示す排出口１１ｅは、吸込管部１１内から噴射物Ｍ1を排出する部分である。排出口１１ｅは、吸込管部１１の下流側の開口部であり、吸込管部１１の下端部に形成されており、混合部７の混合室７ｇ内で開口している。
The
吸込管部１１は、図８（Ａ）（Ｃ）に示すように、この吸込管部１１の中心線Ｌ2が通気管部９の中心線Ｌ1よりも混合部７の上流側にずらして、通気管部９の内部に配管されている。吸込管部１１は、例えば、直管部１１ｄの外周面が通気管部９の内周面と接触するように、直管部１１ｄの外周面が通気管部９の内周面に接着剤などによって固定、又は通気管部９に固定金具などによって固定されている。吸込管部１１は、図８（Ａ）に示すように、この吸込管部１１の下流側の端部が混合部７の混合室７ｇに突出量Δだけ突出している。吸込管部１１は、混合室７ｇ内に圧縮気体Ｇを噴射する噴射口８ｃの中心線Ｌ3よりも、この吸込管部１１の排出口１１ｅの突出量Δが所定範囲内（例えば、突出量Δ=0～1mm）に設定されている。
As shown in Figures 8(A) and 8(C), the
図１及び図２に示す流路１２Ｒ，１２Ｌは、混合物Ｍ2が流れる管路である。流路１２Ｒ，１２Ｌは、レールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの間に混合物Ｍ2を供給するために、収容部６Ｒ，６Ｌから噴射部１３Ｒ，１３Ｌに向かって混合物Ｍ2を送出する。流路１２Ｒ，１２Ｌは、図３、図５及び図７に示す収容部６Ｒ，６Ｌの混合物排出部７ｉにこの流路１２Ｒ，１２Ｌの上流側が接続されており、図１及び図２に示す噴射部１３Ｒ，１３Ｌにこの流路１２Ｒ，１２Ｌの下流側が接続されている。
The
図１及び図２に示す噴射部１３Ｒ，１３Ｌは、混合物Ｍ2を噴射する部分である。噴射部１３Ｒは、車輪ＷRとレールＲRとの間に混合物Ｍ2を噴射し、噴射部１３Ｌは車輪ＷLとレールＲLとの間に混合物Ｍ2を噴射する。噴射部１３Ｒ，１３Ｌは、図２に示す接触点Ｐに向けて混合物Ｍ2を噴射する噴射ノズルなどである。
1 and 2 are parts that inject the mixture M2 . The
図１及び図２に示す制御装置１４は、噴射装置１の動作を制御する装置である。制御装置１４は、例えば、レールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの間の巨視的な滑りである空転を検知する空転検知装置が出力する空転検知信号が入力したとき、又は非常ブレーキ装置の作動を検知する非常ブレーキ動作検知装置が出力する非常ブレーキ動作検知信号が入力したときに、開閉部４Ｒ，４Ｌを開閉する開閉信号を出力する。制御装置１４は、例えば、車両の低速走行時に噴射物Ｍ1を低速（低圧）で噴射する低速噴射モード、車両の中速走行時に噴射物Ｍ1を中速（中圧）で噴射する中速噴射モード、又は車両の高速走行時に噴射物Ｍ1を高速（高圧）で噴射する低速噴射モードに切り替える噴射モード信号が入力したときには、各噴射モードに応じて気体噴射部２が圧縮気体Ｇの噴射速度を調整する。
The
次に、この発明の実施形態に係る噴射装置の漏出防止構造の作用について説明する。
図１及び図２に示すレールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの間に発生する空転が検出されたり、非常ブレーキ装置の作動が検出されたりすると、制御装置１４が開閉部４Ｒ，４Ｌを動作させるとともに、制御装置１４が噴射モード信号に応じて気体噴射部２が噴射速度を可変して圧縮気体Ｇを供給する。その結果、気体噴射部２から流路３，５Ｒ，５Ｌを通じて、図３に示す混合部７の圧縮気体供給部７ａに圧縮気体Ｇが流入する。図４に示すように、圧縮気体供給部７ａから圧縮気体通過部７ｂを通じて可動絞り部８の可動部８ｂに圧縮気体Ｇが流入すると、圧力の低下した圧縮気体Ｇが高速で噴射口８ｃから噴射する。
Next, the operation of the leakage prevention structure for the injection device according to the embodiment of the present invention will be described.
1 and 2, when slippage occurring between the rails R R , R L and the wheels W R , W L or operation of the emergency brake device is detected, the
図４に示すように、吸込管部１１の排出口１１ｅの近傍を圧縮気体Ｇが通過すると、排出口１１ｅの近傍の圧力が低下する。このとき、図７に示す噴射口８ｃから噴射する圧縮気体Ｇが通気管部９の下端開口部９ａから上端開口部９ｂに向かって流れ、収容部６Ｒ内に圧縮気体Ｇが流入し収容部６Ｒ内の圧力が上昇する。このため、混合室７ｇ内と収容部６Ｒ内との間の圧力差がなくなり、図３に示すように収容部６Ｒ内の噴射物Ｍ1が吸込管部１１の吸込口１１ｂから吸い込まれる。その結果、図７に示す直管部１１ａ内を噴射物Ｍ1が上昇して、曲管部１１ｃ内で噴射物Ｍ1が向きを変え、噴射物Ｍ1が直管部１１ｄ内を下降して、図３及び図４に示すように排出口１１ｅから混合室７ｇ内に噴射物Ｍ1が排出される。
As shown in Fig. 4, when the compressed gas G passes near the
図９（Ｂ）に示すように、通気管部９に対して吸込管部１１を混合部７の下流側にずらして配管した場合には、噴射口８ｃから圧縮気体Ｇが噴射して通気管部９の下端開口部９ａの近傍を通過すると、通気管部９の下端開口部９ａの近傍の圧力が低下してしまう。このとき、噴射口８ｃから噴射した圧縮気体Ｇが吸込管部１１の排出口１１ｅから流入し、吸込管部１１の吸込口１１ｂから収容部６Ｒ内に流入してしまう。その結果、収容部６Ｒ内の噴射物Ｍ1を混合部７内に吸引することができないため、噴射物Ｍ1と圧縮気体Ｇとが混合されず混合物Ｍ2を噴射することができない。
As shown in Fig. 9B, when the
一方、図９（Ａ）に示すように、通気管部９に対して吸込管部１１を混合部７の上流側にずらして配管した場合には、噴射口８ｃから圧縮気体Ｇが噴射して吸込管部１１の排出口１１ｅの近傍を通過すると、排出口１１ｅの近傍の圧力が低下する。このとき、噴射口８ｃから噴射した圧縮気体Ｇが通気管部９の下端開口部９ａから流入し、通気管部９の上端開口部９ｂから収容部６Ｒ内に流入する。その結果、収容部６Ｒ内の圧力が上昇して、収容部６Ｒ内の噴射物Ｍ1を吸込口１１ｂから吸引することができ、排出口１１ｅから混合室７ｇ内に噴射物Ｍ1が排出されて、噴射物Ｍ1と圧縮気体Ｇとが混合され混合物Ｍ2を噴射することができる。
On the other hand, as shown in Fig. 9A, when the
図８（Ａ）（Ｂ）に示す距離ｄが近いと噴射口８ｃから噴射する圧縮気体Ｇの圧力低下量が大きくなって、吸込管部１１に吸引される噴射物Ｍ1の吸引量が多くなる。一方、距離ｄが遠いと噴射口８ｃから噴射する圧縮気体Ｇの圧力低下量が小さくなって、吸込管部１１に吸引される噴射物Ｍ1の吸引量が少なくなる。
8A and 8B, when the distance d is short, the amount of pressure drop of the compressed gas G injected from the
図４に示す噴射口８ｃから圧縮気体Ｇの噴射が停止すると、排出口１１ｅの近傍の圧力が通常の圧力（大気圧）に戻る。その結果、図３に示す収容部６Ｒ内に圧縮気体Ｇが流入して圧力が上昇していた収容部６Ｒ内の気体が通気管部９の上端開口部９ｂから下端開口部９ａに向かって流れ、収容部６Ｒ内の余剰な気体が収容部６Ｒ内から瞬時に排出されて、収容部６Ｒ内の圧力が通常の圧力（大気圧）に戻る。その結果、噴射装置１の噴射動作が停止したにもかかわらず、収容部６Ｒ内の噴射物Ｍ1が吸込管部１１を通じて排出口１１ｅから漏れ出すのが防止される。
When the injection of the compressed gas G from the
図３及び図４に示すように、噴射物Ｍ1と圧縮気体Ｇとが混合室７ｇ内で混合して混合物Ｍ2が混合物排出部７ｉから排出すると、図１及び図２に示す流路１２Ｒ，１２Ｌを通じて噴射部１３Ｒ，１３ＬからレールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの間に混合物Ｍ2が噴射される。その結果、レールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの間の粘着係数が噴射物Ｍ1によって増加して、空転が防止されるとともにブレーキ性能が向上する。
As shown in Figures 3 and 4, when the injection material M1 and the compressed gas G are mixed in the mixing
図１及び図２に示すように、線路Ｒ上を鉄道車両が走行すると、この鉄道車両の台車が振動して、この台車に装着された収容部６Ｒも振動する。図７に示すように、収容部６Ｒ内に規定の容量限界まで噴射物Ｍ1が収容されているときに、吸込管部１１の最上部である曲管部１１ｃがこの噴射物Ｍ1の表面Ｓよりも上方に常に位置する。このため、収容部６Ｒが振動しても、吸込管部１１の直管部１１ａ内に残存する噴射物Ｍ1や、吸込口１１ｂから浸入した噴射物Ｍ1が曲管部１１ｃを超えて、直管部１１ｄ内に流入するのが防止される。その結果、噴射装置１が噴射動作していないにもかかわらず、台車の振動などによって噴射物Ｍ1が収容部６Ｒから漏れ出すのが防止される。
As shown in Figures 1 and 2, when a railroad vehicle runs on the track R, the bogie of the railroad vehicle vibrates, and the
図１０は、図８（Ａ）に示す突出量Δ=0mmであるときの可変絞り部８の噴射口８ｃの位置と噴射量との関係を一例として示すグラフである。図１０に示す縦軸は、噴射量(g/30sec)であり、噴射物Ｍ1の単位時間(30秒)当たりの平均噴射量である。横軸は、可動絞り戻し回転数（回転）であり、噴射口８ｃが排出口１１ｅに最も近い位置にあるときの可動部８ｂの回転数０から、噴射口８ｃが排出口１１ｅから最も遠い位置にあるときの回転数２０まで、可動部８ｂを中心線回りに回転させたときの回転数である。図１０に示すように、可動絞り部８の可動部８ｂを回転させることによって、噴射物Ｍ1の噴射量を調整可能である。例えば、噴射装置１の基本仕様における噴射量10～50(g/sec30)の範囲内の常用域で噴射物Ｍ1を噴射可能である。
FIG. 10 is a graph showing an example of the relationship between the position of the
図１１は、吸込管部の排出口の位置を上下方向に変化させた状態で、可変絞り部の噴射口の位置を変化させて、噴射物Ｍ1を中速又は低速で噴射させたときの噴射物Ｍ1の噴射量の変化を一例として示すグラフである。図１１に示す縦軸は、噴射量(g/30sec)であり、横軸は可動絞り位置（回転戻し）である。突出量Δは、図８（Ａ）に示す可変絞り部８の噴射口８ｃを中心（0mm）として、吸込管部１１の排出口１１ｅが上側に位置する場合を＋、下側に位置する場合を－として、-3～3mmの範囲内で変化させた。
Fig. 11 is a graph showing an example of the change in the injection amount of the injection material M1 when the position of the injection port of the variable throttle section is changed and the injection material M1 is injected at medium or low speed with the position of the outlet of the suction pipe section changed in the vertical direction. The vertical axis in Fig. 11 is the injection amount (g/30sec), and the horizontal axis is the variable throttle position (return). The protrusion amount Δ was changed within a range of -3 to 3 mm, with the
図１１（Ａ）に示す中速噴射モード時では、図８（Ａ）に示す可動絞り部８の噴射口８ｃの中心線Ｌ3よりも下方に、吸込管部１１の排出口１１ｅの突出量Δ=-1～0mmの範囲内に設定した。その結果、可動絞り部８の回転数を調整し、距離ｄを調整することによって、300(kPa)程度の中速噴射の条件において噴射物Ｍ1の噴射量を噴射装置の基本仕様に設定可能である。また、図１１（Ｂ）に示す低速噴射モード時では、中速噴射モード時と同様に吸込管部１１の排出口１１ｅの突出量-1mm～0mmの範囲内に設定した。その結果、可動絞り部８の回転数を調整し、中速噴射モード時よりも距離ｄが小さくなるように距離ｄを調整することによって、100(kPa)程度の定速噴射の条件であっても噴射物Ｍ1の噴射量を噴射装置の基本仕様に設定可能である。
In the medium-speed injection mode shown in FIG. 11(A), the projection amount Δ of the
排出口１１ｅの突出量Δ=-3～3mmの範囲内で変化させて、圧縮気体Ｇとして圧縮空気を流量147(NL/min)で、噴射物Ｍ1としてアルミナを噴射した。その結果、排出口１１ｅの突出量-1mmの場合には、アルミナの噴射量55.0(g/30sec)の最大値であり、排出口１１ｅの突出量0mmである場合にはアルミナの噴射量47.1(g/30sec)であった。突出量Δ=-1～0mmの範囲内に設定して、可動絞り位置を0～20回転の範囲内に設定することによって、噴射速度にかかわらず基本仕様における噴射量10～50(g/30sec)の範囲内（図１１に示す濃色の範囲内）に調整可能であることが確認された。
The protrusion amount Δ of the
対策品及び従来品について振動試験を実施して、対策品の漏出防止効果について確認した。ここで、対策品は、図３～図８に示す漏出防止構造１０を備えている噴射装置１である。従来品は、漏出防止構造１０を備えていない図１２及び図１３に示す従来の噴射装置１０１である。振動試験は、公益財団法人鉄道総合技術研究所の振動試験機（エミック株式会社製、型式：F-40000BDH/LA-TS）を使用して行った。
Vibration tests were conducted on the countermeasure product and the conventional product to confirm the leakage prevention effect of the countermeasure product. Here, the countermeasure product is an
（振動試験による漏出の確認） (Check for leaks through vibration testing)
表１は、対策品及び従来品の試験条件毎の漏出確認結果を示す表である。ここで、表１に示す対策品の「φ2.2特殊」は、従来品の可変絞りのノズル部分を長くした構造である。「入口」及び「出口」は、図４に示す吸込孔１０７ｆを基準として圧縮空気の入り口側及び出口側を意味する。「入口」は、図４に示す可動絞り部８よりも上流側におけるアルミナ漏出量である。「出口」は、図７に示す可動絞り部８よりも下流側におけるアルミナ漏出量である。従来品でアルミナが漏れ出した条件で対策品に振動を加えて、対策品による漏出防止対策の有効性を確認した。表１に示すように、対策品及び従来品のタンク内にアルミナを3.0(kg)収容した場合及び2.0(kg)収容した場合について、振動試験機によってタンクを鉛直加振方向（図３に示すＺ軸方向(上下方向))に加速度実効値(Root Mean Square(RMS))2(G)、周波数10(Hz)の加振条件で加振した。アルミナを3.0(kg)収容した場合については10分間振動させ、アルミナを2.0(kg)収容した場合については20分間振動させて、タンク内からのアルミナの漏出量(g)を測定した。その結果、従来品についてはタンク内からのアルミナの漏出が確認されたが、対策品についてはタンク内からのアルミナの漏出は確認されなかった。
Table 1 shows the results of leakage confirmation for each test condition of the countermeasure product and the conventional product. Here, the "φ2.2 special" countermeasure product shown in Table 1 has a structure in which the nozzle part of the variable throttle of the conventional product has been lengthened. "Inlet" and "outlet" refer to the inlet side and outlet side of the compressed air based on the
（振動試験による噴射量の変化の確認） (Confirming changes in injection volume through vibration testing)
表２は、対策品について加振前後及び加振中の噴射量の変化を示す表である。ここで、表２に示す「加振前１回目」及び「加振前２回目」は、タンクを加振する前にアルミナを１回又は２回噴射したときの噴射量である。「加振後１回目」「加振後２回目」及び「加振前３回目」は、タンクを加振した後にアルミナを１回、２回又は３回噴射したときの噴射量である。「加振中」は、タンクを加振しているときにアルミナを噴射したときの噴射量である。対策品のタンク内にアルミナを2.0(kg)収容した場合及び3.0(kg)収容した場合について、振動試験機によってタンクをＺ軸方向に加速度実効値2(G)、周波数10(Hz)の加振条件で振動させて、加振前後及び加振中に噴射量が変化するかを確認した。圧縮空気の噴射圧300(kPa)、可動絞り戻し回転数7で加振による噴射量の変化を確認したところ、加振後及び加振中の噴射量が加振前の噴射量に比べて噴射量が数g増えたものの、加振後及び加振中に噴射した場合であっても安定して噴射可能であることが確認された。 Table 2 shows the change in injection amount before, during and after vibration for the countermeasures product. Here, "First time before vibration" and "Second time before vibration" in Table 2 refer to the injection amount when alumina was injected once or twice before the tank was vibrated. "First time after vibration", "Second time after vibration", and "Third time before vibration" refer to the injection amount when alumina was injected once, twice or three times after the tank was vibrated. "During vibration" refers to the injection amount when alumina was injected while the tank was being vibrated. For the countermeasures product tank containing 2.0 kg and 3.0 kg of alumina, the tank was vibrated in the Z-axis direction using a vibration tester under vibration conditions of an effective acceleration value of 2 G and a frequency of 10 Hz to check whether the injection amount changed before, during and after vibration. When we checked the change in the injection volume due to vibration with a compressed air injection pressure of 300 (kPa) and a variable throttle return rotation speed of 7, we confirmed that although the injection volume after and during vibration increased by several grams compared to the injection volume before vibration, it was possible to inject stably even when injecting after and during vibration.
（振動試験による耐久性の確認） (Confirm durability through vibration testing)
表３は、対策品の加振方向毎の耐久性の確認結果を示すグラフである。振動試験機によって「JIS E4031:2013.鉄道車両用品－振動及び衝撃試験方法 区分2.台車枠に取り付ける製品による振動耐久試験規格」でタンクを加振して耐久性を確認した。先ず、タンク内のアルミナを空にした状態で、水平加振方向（図３に示すＸ軸方向(前後方向)及びＹ軸方向(左右方向))並びにＺ軸方向に加振した。ここで、Ｘ軸方向は、タンクの正面がまくらぎ方向となる条件である。Ｘ軸方向については加速度実効値1.4(G)で、Ｙ軸方向については加速度実効値2.7(G)で、Ｚ軸方向については加速度実効値3.1(G)で、いずれも周波数5～250(Hz)、加振時間300(分)の加振条件で加振した。その結果、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の加振時に金属の接触音が稀にしたが耐久性に問題は確認されなかった。次に、タンク内のアルミナを1(kg)収容した状態（タンク容量の1/3程度の状態）で、Ｘ軸方向に加速度実効値1.4(G)、周波数5～250(Hz)、加振時間5(分)の加振条件で加振した。その結果、金属の接触音が確認されなくなった。また、従来品では自然漏出現象が生じる営業線において、営業車を使用して、約35000キロ走行するまで複数回増粘着材の量を確認したところ、増粘着材の漏出は確認されなかった。
Table 3 is a graph showing the results of durability checks for each vibration direction of the countermeasures. The tank was vibrated using a vibration tester in accordance with "JIS E4031:2013. Railway vehicle products - Vibration and impact test method,
この発明の実施形態に係る噴射装置の漏出防止構造及び噴射装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、収容部６Ｒ内で噴射物Ｍ1を吸込管部１１が吸い込み、この収容部６Ｒの下方において噴射物Ｍ1と圧縮気体Ｇとが混合する混合部７に、この収容部６Ｒの下方からこの収容部６Ｒの上方を経由して、噴射物Ｍ1を吸込管部１１が導く。このため、一旦収容部６Ｒの上まで噴射物Ｍ1が上昇した後に、噴射物Ｍ1が混合部７まで下降する必要があり、収容部６Ｒ内から混合部７内まで噴射物Ｍ1が移動する距離を長くすることができる。その結果、噴射装置１が噴射動作していないにもかかわらず車両の振動などによって、収容部６Ｒ内から混合部７内に噴射物Ｍ1が漏れ出すのを防ぐことができる。
The leakage prevention structure for an injection device and the injection device according to the embodiment of the present invention have the following effects.
(1) In this embodiment, the
(2) この実施形態では、収容部６Ｒ内と混合部７内とを通気管部９が接続し、吸込管部１１の一部が通気管部９の内部に配管されている。このため、通気管部９の内部空間を利用して吸込管部１１を通気管部９内に吸込管部１１を簡単に配管することができる。また、既存の通気管部９を利用して吸込管部１１を通気管部９に簡単に固定することができる。その結果、従来の噴射装置１０１の基本構造を大規模に改変せずに、安価で簡単な構造の吸込管部１１を追加で設置することができ、従来の噴射装置１０１のメンテナンスが容易な構造を維持しつつ低コストで噴射装置１に改造することができる。さらに、内径が異なる複数種類の吸込管部１１を用意しておき、噴射物Ｍ1の大きさに応じて最適な内径の吸込管部１１を選択して使用することができる。
(2) In this embodiment, the
(3) この実施形態では、吸込管部１１の中心線Ｌ2が通気管部９の中心線Ｌ1よりも混合部７の上流側にずらして、通気管部９の内部に吸込管部１１が配管されている。このため、吸込管部１１を通じて噴射物Ｍ1を収容部６Ｒ内から混合部７内に確実に吸い込むことができるとともに、収容部６Ｒ内と混合部７内との間で通気管部９を通じて気体を確実に流通させることができる。
(3) In this embodiment, the center line L2 of the
(4) この実施形態では、混合部７で圧縮気体Ｇを噴射する噴射口８ｃの中心線Ｌ3と、吸込管部１１の排出口１１ｅとの間の距離ｄが所定範囲内である。このため、距離ｄを理想値に設定することによって、噴射装置１の噴射量などの噴射条件が基本仕様を満たすように噴射装置１を設定することができる。
(4) In this embodiment, the distance d between the center line L3 of the
(5) この実施形態では、収容部６Ｒ内の噴射物Ｍ1の表面よりも、吸込管部１１の最上部が上方に位置する。このため、収容部６Ｒ内にいわゆる満タンの状態で収容されている噴射物Ｍ1の最上面よりも上方を、噴射装置１が噴射動作しているときだけ、吸込管部１１内に噴射物Ｍ1を通過させることができる。その結果、噴射装置１が噴射動作していないときに車両の振動などによって、収容部６Ｒ内に堆積する噴射物Ｍ1の最上面を超えて、吸込管部１１内の噴射物Ｍ1が漏出するのを防止することができる。
(5) In this embodiment, the top of the
(6) この実施形態では、噴射装置１が漏出防止構造１０を備えている。このため、従来の噴射装置１０１の構造を大規模に改変せずに、既存の構造を利用して低コストで簡単に漏出防止構造１０を付加することができ、噴射動作していないときに噴射物Ｍ1が漏出するのを防止することができる。また、予め漏出防止構造１０を組み込んだ状態で、低コストで新製品として噴射装置１を提供することができる。
(6) In this embodiment, the
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、レールＲR，ＲLと車輪ＷR，ＷLとの間の粘着係数を向上させる増粘着材を噴射物Ｍ1として噴射する場合を例に挙げて説明したが、これらの間の摩擦係数を緩和させる摩擦緩和材を噴射物Ｍ1として噴射する場合や、増粘着材又は摩擦緩和材以外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。さらに、この実施形態では、噴射物Ｍ1がアルミナである場合を例に挙げて説明したが、アルミナ以外のセラミックス粒子又は珪砂などの噴射物Ｍ1についても、この発明を適用することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and variations are possible as described below, which are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, an example has been described in which an adhesion-increasing material that improves the adhesion coefficient between the rails R R , R L and the wheels W R , W L is sprayed as the injection material M 1 , but the present invention can also be applied to a case in which a friction-reducing material that reduces the friction coefficient between them is sprayed as the injection material M 1 , or to a case in which an injection material other than an adhesion-increasing material or a friction-reducing material is sprayed. Furthermore, in this embodiment, an example has been described in which the injection material M 1 is alumina, but the present invention can also be applied to an injection material M 1 made of ceramic particles other than alumina, silica sand, or the like.
(2) この実施形態では、噴射物Ｍ1が粒状物である場合を例に挙げて説明したが、粉状物又は液状物である場合についても、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Ｇ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、噴射装置１が鉄道車両側から噴射物Ｍ1を噴射する車上式噴射装置である場合を例に挙げて説明したが、噴射装置１が線路Ｒ側から噴射物Ｍ1を噴射する地上式噴射装置である場合についても、この発明を適用することができる。この場合には、鉄道車両の走行によって振動を受ける収容部６Ｒ，６Ｌから噴射物Ｍ1が漏出するのを防止することができる。
(2) In this embodiment, the injection material M1 is granular, but the present invention can be applied to powder or liquid materials. In addition, in this embodiment, the injection material M1 is compressed air, but the present invention can be applied to gases other than compressed air. In addition, in this embodiment, the
(3) この実施形態では、吸込管部１１が合成ゴム製である場合を例に挙げて説明したが、吸込管部１１の一部又は全部を金属製又は合成樹脂製にする場合についても、この発明を適用することができる。例えば、吸込管部１１の全体をステンレスなどの金属製にする場合や、吸込管部１１の直管部１１ａ及又は曲管部１１ｃをステンレスなどの金属製にしたり、直管部１１ｄをニトリルゴムなどの合成ゴム製にしたりすることもできる。この場合には、吸込管部１１の金属製の部分を通気管部９にろう付けなどによって固定することができる。また、この実施形態では、従来の可動絞り部１０８と同様に圧縮気体通過部７ｂに可動絞り部８をねじ込み装着可能であり、噴射口８ｃまでの長さが長い可動絞り部８を例に挙げて説明したが、このような構造にこの発明を限定するものではない。例えば、圧縮気体通過部７ｂの内周部に形成された雌ねじ部を排出口１１ｅの近傍まで形成して、噴射口までの長さが短い従来の可動絞り部１０８を圧縮気体通過部７ｂに装着することもできる。
(3) In this embodiment, the
１ 噴射装置
２ 気体噴射部
６Ｒ，６Ｌ 収容部
６ｇ 排出口
６ｈ 塞ぎ部
７ 混合部
７ａ 圧縮気体供給部
７ｂ 圧縮気体通過部
７ｃ 調整孔
７ｄ，７ｅ 塞ぎ部
７ｆ 通気管接続部
７ｇ 混合室
７ｈ 混合物通過部
７ｉ 混合物排出部
８ 可動絞り部
８ａ 固定部
８ｂ 可動部
８ｃ 噴射口
９ 通気管部
９ａ 下端開口部
９ｂ 上端開口部
１０ 漏出防止構造
１１ 吸込管部
１１ａ 直管部
１１ｂ 吸込口
１１ｃ 曲管部（最上部）
１１ｄ 直管部（吸込管部の一部）
１１ｅ 排出口
１３Ｒ，１３Ｌ 噴射部
Ｒ 線路
ＲR，ＲL レール
ＷR，ＷL 車輪
Ｇ 圧縮気体
Ｍ1 噴射物
Ｍ2 混合物
Ｓ 表面
ｄ 距離
Ｌ1 通気管部の中心線
Ｌ2 吸込管部の中心線（直管部の中心線）
Ｌ3 可動絞り部の中心線（噴射口の中心線）
Δ 突出量
1
11d Straight pipe section (part of suction pipe section)
11e:
L3 Center line of the movable throttle part (center line of the injection port)
Δ Overhang amount
Claims (5)
前記収容部内で前記噴射物を吸い込む吸込管部を備え、
前記吸込管部は、
前記収容部の下方で前記噴射物と圧縮気体とを混合する混合部に、この収容部の下方からこの収容部の上方を経由してこの噴射物を導き、
前記収容部内と前記混合部内とを接続する通気管部の内部に、この吸込管部の一部が配管されていること、
を特徴とする噴射装置の漏出防止構造。 A leakage prevention structure for an injector that prevents leakage of an injector from a housing portion of the injector that houses an injector to be injected between a rail and a wheel, comprising:
A suction pipe portion that sucks the injection object in the storage portion is provided,
The suction pipe portion is
The jet is guided from below the storage section through above the storage section to a mixing section that mixes the jet with compressed gas below the storage section;
A part of the suction pipe is piped inside a ventilation pipe connecting the inside of the storage section and the inside of the mixing section ;
A leak-proof structure for an injection device, comprising:
前記吸込管部は、この吸込管部の中心線が前記通気管部の中心線よりも前記混合部の上流側にずらして、この通気管部の内部に配管されていること、
を特徴とする噴射装置の漏出防止構造。 2. The leakage prevention structure for an injection device according to claim 1 ,
The suction pipe section is piped inside the vent pipe section such that a center line of the suction pipe section is shifted upstream of the mixing section from a center line of the vent pipe section;
A leak-proof structure for an injection device, comprising:
前記吸込管部は、前記混合部で前記圧縮気体を噴射する噴射口の中心線と、この吸込管部の排出口との間の距離が所定範囲内であること、
を特徴とする噴射装置の漏出防止構造。 The leakage prevention structure for an injection device according to claim 1 or 2 ,
The suction pipe section has a distance between a center line of an injection port for injecting the compressed gas in the mixing section and a discharge port of the suction pipe section within a predetermined range;
A leak-proof structure for an injection device, comprising:
前記吸込管部は、前記収容部内の前記噴射物の表面よりも、この吸込管部の最上部が上方に位置すること、
を特徴とする噴射装置の漏出防止構造。 The leakage prevention structure for an injection device according to any one of claims 1 to 3 ,
The suction pipe portion has a top portion located above a surface of the ejection object in the storage portion;
A leak-proof structure for an injection device, comprising:
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の噴射装置の漏出防止構造を備えること、
を特徴とする噴射装置。 An injection device for injecting an injection material between a rail and a wheel,
The injection device is provided with a leakage prevention structure according to any one of claims 1 to 4 .
An injection device characterized by:
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