铁道车辆的排障装置的制作方法

本发明涉及能够检测铁道车辆从线路脱轨的情况以及线路上的障碍物的铁道车辆的排障装置。

背景技术：

在铁道车辆中，有时要求检测从线路脱轨的情况以及线路上的障碍物。例如，在专利文献1中公开了图12所示那样的能够进行脱轨以及障碍物的检测的铁道车辆的排障装置100。

该排障装置100包括以横穿线路的方式延伸的碰撞杆111、与该碰撞杆111的两端部连结的一对动作部件112(在图12中仅图示一个动作部件)、以及对这些动作部件112进行支承的一对支承部件120。各动作部件112从碰撞杆111的两端部起朝向后方而向斜上方延伸。另外，各动作部件112通过关节接头140以能够旋转的方式与支承部件120连结，并且被固定单元150限制相对于支承部件120的旋转。固定单元150例如是共用销。

在支承部件120上安装有对到动作部件112的距离进行测量的距离传感器130。当铁道车辆脱轨时，固定单元150会因碰撞杆111与铁轨的碰撞而破坏，使动作部件112向上方旋转。另一方面，当在线路上存在障碍物时，固定单元150会因碰撞杆111与障碍物的碰撞而破坏，使动作部件112向后方旋转。因此，通过利用距离传感器130对到动作部件112的距离的增减进行检测，从而能够检测到脱轨以及障碍物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：新加坡申请公开第187359号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在图12所示的排障装置100中，由于每当检测到脱轨或障碍物时固定单元150就会被破坏，因此无法再次使用排障装置100。

因此，本发明的目的在于，提供至少在障碍物的检测之后能够再次使用的铁道车辆的排障装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的铁道车辆的排障装置能够进行脱轨以及障碍物的检测，该铁道车辆的排障装置的特征在于，该铁道车辆的排障装置具有：碰撞杆，其在台车的前方以横穿线路的方式延伸；一对动作部件，它们被连结在所述碰撞杆的两端部上；一对支承部件，它们经由旋转轴对所述一对动作部件进行支承，所述旋转轴在比所述碰撞杆靠后方且上方处在车辆宽度方向上延伸；弹性体，其将所述一对动作部件分别维持在正常位置上，并且容许所述动作部件借助该弹性体的弹性变形而绕所述旋转轴至少向后方旋转；以及信号发生器，其在所述一对动作部件的至少一方向上方旋转了规定角度以上时产生第一信号，并且在所述动作部件向后方旋转了规定角度以上时产生第二信号。

根据上述结构，当铁道车辆脱轨时，因碰撞杆与铁轨的碰撞而使动作部件向上方旋转规定角度以上从而信号发生器产生第一信号。另一方面，当在线路上存在与碰撞杆之间的冲击为规定值以上的障碍物时，会因碰撞杆与障碍物的碰撞而使动作部件向后方旋转规定角度以上从而信号发生器产生第二信号。由此，能够检测到脱轨以及规定的重量以上的障碍物。而且，由于动作部件能够借助弹性体的弹性变形而至少向后方旋转，因此即使对动作部件施加旋转力而进行了障碍物的检测，只要从动作部件撤销旋转力，弹性体便会返回到原来的状态而使动作部件恢复到正常位置。因此，在障碍物的检测之后能够再次使用排障装置。

发明效果

根据本发明，提供至少在障碍物的检测之后能够再次使用的铁道车辆的排障装置。

附图说明

图1是第一实施方式的铁道车辆的排障装置的立体图。

图2是图1的主要部分放大图。

图3是沿图2的iii－iii线的剖视图。

图4是图2所示的一个支承部件和动作部件的侧视图。

图5是变形例的铁道车辆的排障装置中的一个支承部件和动作部件的侧视图。

图6是第二实施方式的铁道车辆的排障装置的立体图。

图7是图6的主要部分放大图。

图8是图6所示的一个支承部件和动作部件的侧视图。

图9是沿图8的ix－ix线的剖视图。

图10是对障碍物碰撞时的排障装置的动作进行说明的图。

图11是对脱轨时的排障装置的动作进行说明的图。

图12是以往的铁道车辆的排障装置的剖视图。

具体实施方式

＜第一实施方式＞

在图1中示出了第一实施方式的铁道车辆的排障装置1a。该排障装置1a包括：在台车11的前方以横穿省略图示的线路(轨道和铁轨对)的方式延伸的碰撞杆10；和与该碰撞杆10的两端部连结的一对动作部件2a、2b。另外，排障装置1a包括：将动作部件2a、2b支承为能够旋转的一对支承部件3a、3b；和从台车11的前端部向前方垂下的一对框架4a、4b。支承部件3a、3b分别安装在框架4a、4b上。

碰撞杆10具有中央向前方突出的大致v字状的形状，以使得线路上的障碍物向线路的两侧飞出。但是，碰撞杆10也可以是与铁道车辆的车辆宽度方向平行的直线型。另外，在本实施方式中，碰撞杆10的截面形状为圆形，但碰撞杆10的截面形状也可以是例如矩形形状等其他形状。

左侧的动作部件2b、支承部件3b以及框架4b与右侧的动作部件2a、支承部件3a以及框架4a是对称的，具有与右侧的动作部件2a、支承部件3a以及框架4a相同的结构。因此，在以下，参照图2～图4，以右侧的动作部件2a、支承部件3a以及框架4a的结构为代表进行说明。

动作部件2a从碰撞杆10的端部起朝向后方而向斜上方延伸。具体而言，动作部件2a包括：轴向与车辆宽度方向平行的筒状的基座21；和介于该基座21与碰撞杆10的端部之间的臂23。臂23包括：与车辆宽度方向垂直的中央壁24；和以彼此对置的方式夹着中央壁24的前壁25和后壁26。

支承部件3a经由旋转轴5对动作部件2a的基座21进行支承。旋转轴5在比碰撞杆10靠后方且上方处在车辆宽度方向上延伸。支承部件3a包括：与铁道车辆的车辆长度方向垂直的在铅垂方向上较长的主板31；和从主板31的大致中央处起以隔着动作部件2a的基座21的方式向前方突出的一对承受板33。而且，在承受板33上保持着旋转轴5的两端部。

在各承受板33上设置有向上方开口的槽34。旋转轴5的端部以嵌入到槽34中的状态通过螺栓b1固定在承受板33上。但是，旋转轴5向承受板33进行固定的固定方法不限于此，可以采用各种方法。

在动作部件2a的基座21上设置有以旋转轴5为中心的保持孔22。在保持孔22中插入有橡胶衬套61，旋转轴5贯穿插入于该橡胶衬套61。在本实施方式中，橡胶衬套61被压入保持孔22中，由此，橡胶衬套61无法相对于基座21进行旋转。另外，橡胶衬套61与旋转轴5接合。因此，橡胶衬套61作为将动作部件2a维持在图4所示的正常位置(碰撞杆10与省略图示的线路接近的位置)的弹性体而发挥功能。

另外，橡胶衬套61具有比较厚的壁厚。因此，动作部件2a能够借助橡胶衬套61的弹性变形而像图4中箭头a所示那样绕旋转轴5向上方旋转，并且能够像图4中箭头b所示那样绕旋转轴5向后方旋转。即，橡胶衬套61容许动作部件2a向上方以及后方的旋转。

并且，在本实施方式中，为了防止橡胶衬套61向后方过度扭动，在支承部件3a的主板31上设置有在动作部件2a向后方旋转时与动作部件2a的臂23的后壁26抵接的止挡件35。止挡件35配置在承受板33之间。但是，止挡件35也可以设置于臂23的后壁26上。

支承部件3a通过螺栓b2固定在框架4a上。支承部件3a被构成为能够调整相对于框架4a的高度。具体而言，在支承部件3a的主板31的背面上接合(例如焊接)有具有带齿突起36的第一卡合板37。另一方面，在框架4a的前表面上接合(例如焊接)有座板41，在该座板41上接合(例如焊接)有具有与带齿突起36啮合的带齿凹部的第二卡合板42。在主板31和第一卡合板37上设置有在上下方向上延伸的多个(在图例中是四个)长孔32，在这些长孔32中贯穿插入有螺栓b2。

信号发生器7经由托架30安装在支承部件3a的主板31的下部。在本实施方式中，在支承部件3a、3b双方上安装有信号发生器7，但信号发生器7只要安装在支承部件3a、3b中的至少一方上即可。

信号发生器7在动作部件2a向上方旋转了规定角度(例如2～10度)以上时产生第一信号(脱轨检测信号)，在动作部件2a向后方旋转了规定角度(例如2～10度)以上时产生第二信号(障碍物检测信号)。第一信号和第二信号可以是接通信号(a触点)，也可以是断开信号(b触点)。信号发生器7所产生的第一信号和第二信号通过线缆74而发送给搭载于铁道车辆的车身上的控制装置，由此施加紧急制动。

在本实施方式中，作为信号发生器7而使用限位开关70。限位开关70相对于动作部件2a的臂23配置在车辆宽度方向的外侧。但是，限位开关70也可以相对于臂23配置在车辆宽度方向的内侧。

限位开关70具有：固定在托架30上的主体部73；从主体部73向车辆宽度方向的内侧突出的头部72；以及从头部72向斜下方延伸，随着动作部件2a向后方以及上方的旋转而倾倒的棒状的检测杆71。但是，限位开关70也可以具有安装有辊的检测臂来代替棒状的检测杆71。

在动作部件2a的臂23的中央壁24上设置有以隔着检测杆71的方式从该中央壁24向车辆宽度方向的外侧突出的一对动作片27。在本实施方式中，各动作片27呈圆柱状。

在各动作片27与检测杆71之间形成有一定的间隙。因此，能够避免因行驶时的振动而引起的动作片27与检测杆71的接触。另外，在本实施方式中，由于检测杆71的摆动中心(头部72的旋转中心)位于比旋转轴5的中心靠下方的位置，因此若在各动作片27与检测杆71之间未形成间隙，则在动作部件2a旋转时检测杆71有时会因动作片27而弯曲。与此相对，如果在各动作片27与检测杆71之间形成有一定的间隙，则能够防止检测杆71的弯曲变形。

接下来，参照图4对排障装置1a的动作进行说明。当铁道车辆脱轨时，碰撞杆10与省略图示的铁轨碰撞。由此，动作部件2a会像图4中箭头a所示那样向上方旋转规定角度以上，限位开关70的检测杆71通过后侧的动作片27而向前方倾倒，从而限位开关70产生第一信号。其结果是，能够检测到脱轨。

另一方面，当在线路上存在障碍物时，碰撞杆10与省略图示的障碍物碰撞。由此，动作部件2a会像图4中箭头b所示那样向后方旋转。如果是与碰撞杆10之间的冲击为规定值以上的障碍物，则动作部件2a向后方旋转规定角度以上，限位开关70的检测杆71通过前侧的动作片27而向后方倾倒，从而限位开关70产生第二信号。其结果是，能够检测到规定的重量以上的障碍物。不过，在障碍物轻至不会使动作部件2a旋转规定角度以上的程度的情况下，该障碍物会因碰撞杆10而飞出。

而且，在本实施方式中，由于动作部件2a能够借助橡胶衬套61的弹性变形而向上方以及后方旋转，因此即使对动作部件2a施加旋转力来进行脱轨以及障碍物中任一方的检测，只要从动作部件2a撤销旋转力、橡胶衬套61便会返回到原来的状态而使动作部件2a恢复到正常位置。因此，即使在脱轨和障碍物中任一方的检测之后也能够再次使用排障装置1a。

另外，在本实施方式中，限位开关70的检测杆71的摆动中心位于距旋转轴5的中心约100mm的下方的位置。因此，能够相对于动作部件2a的旋转量而扩大检测杆71的倾倒量。因此，能够使限位开关70产生第一信号和第二信号的定时为动作部件2a旋转了比较小的角度时，从而能够保护橡胶衬套61。

(变形例)

上述的第一实施方式也可以如下述那样变更。

排障装置1a并不一定要包括一对框架4a、4b，根据台车11的形状，支承部件3a、3b也可以直接安装在台车11的前端部上。

另外，将动作部件2a、2b各自维持在正常位置上的弹性体并不一定必须是橡胶衬套61，例如如图5所示，也可以是压缩螺旋弹簧62。或者，也可以使用板簧、扭转弹簧来作为弹性体等。不过，如果像上述实施方式那样使用橡胶衬套61作为弹性体，则能够简化弹性体周围的结构。并且，在作为弹性体而使用金属制的弹簧的情况下，弹性体有可能与台车11的振动发生共振，与此相对，在使用橡胶衬套61作为弹性体的情况下，因橡胶衬套61的减震性能，橡胶衬套61的共振几乎不会发生。

另外，信号发生器7并不一定必须是限位开关70，例如可以是图5所示那样的距离传感器75，也可以是接触式传感器。或者，作为信号发生器7，也可以使用旋转角检测传感器等。但是，如果像上述实施方式那样使用限位开关70，则能够通过与检测杆71的物理接触而可靠地检测动作部件(2a和/或2b)的旋转。

在使用限位开关70的情况下，检测杆71的朝向例如可以是水平方向(铁道车辆的车辆长度方向或车辆宽度方向)。也能够按照该检测杆71的朝向适当地变更一对动作片27的突出方向。

＜第二实施方式＞

在图6中示出了第二实施方式的铁道车辆的排障装置1b。另外，在本实施方式中，对与第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号而省略重复的说明。

排障装置1b与第一实施方式同样，包括碰撞杆10、一对动作部件2a、2b、一对支承部件3a、3b以及一对框架4a、4b。但是，在本实施方式中，排障装置1b构成为高刚性，碰撞杆10与第一实施方式相比变得相当粗。

在本实施方式中，左侧的动作部件2b、支承部件3b以及框架4b也与右侧的动作部件2a、支承部件3a以及框架4a对称，具有与右侧的动作部件2a、支承部件3a以及框架4a相同的结构。因此，在以下，参照图7～图9，以右侧的动作部件2a、支承部件3a以及框架4a的结构为代表进行说明。

在本实施方式中，支承部件3a的主板31与框架4a接合(例如焊接)。不过，与第一实施方式同样，支承部件3a也可以通过螺栓b2而固定在框架4a上。另外，在本实施方式中，旋转轴5的各端部通过螺栓b1和螺母n1固定在承受板33上。

并且，在本实施方式中，在碰撞杆10的端部上设置有高度调整用的结构体12，动作部件2a经由该结构体12与碰撞杆10的端部连结。而且，动作部件2a的臂23从基座21朝向铅垂下方延伸。

具体而言，臂23包括：配置在与基座21的前端对应的位置上的与铁道车辆的车辆长度方向垂直的前壁28；和与前壁28以及基座21接合(例如焊接)的左右一对侧壁29。

在本实施方式中，在框架4a上的处于支承部件3a下方的部分设置有在动作部件2a向后方旋转时与动作部件2a的臂23的侧壁29抵接的止挡件16。不过，也可以使支承部件3a的主板31向下方延长，并在该主板31的下部上设置止挡件16。另外，止挡件16也可以用作冲击吸收用部件，在该情况下，为了能够进行更换，也可以采用能够从框架4a拆卸的结构。

结构体12用于调整碰撞杆10相对于框架4a的高度。具体而言，结构体12包括：位于碰撞杆10的端部的后方的、与铁道车辆的车辆长度方向垂直的卡合板14；和与卡合板14以及碰撞杆10接合(例如焊接)的左右一对肋13。卡合板14在后表面上具有带齿突起15。另一方面，臂23的前壁28在前表面上具有与带齿突起15啮合的带齿凹部。

在臂23的前壁28上设置有在上下方向上延伸的长孔，通过贯穿插入于该长孔中的两个螺栓b3将卡合板14固定在前壁28上。

在本实施方式中，橡胶衬套61也作为将动作部件2a维持在图8所示的正常位置(碰撞杆10与省略图示的线路接近的位置)上的弹性体而发挥功能。并且，在本实施方式中，作为将动作部件2a维持在正常位置的弹性体，也采用板簧63。

板簧63通过将动作部件2a从后方按压在卡定部件17上而将其维持在正常位置。即，板簧63容许动作部件2a借助该板簧63的弹性变形向后方的旋转。

在本实施方式中，卡定部件17是如下的u型螺栓：从动作部件2a的前方以穿过动作部件2a的臂23的两侧的方式向后方延伸，并且两端被螺母n2、n3固定在支承部件3a的主板31上。但是，卡定部件17并不一定必须是u型螺栓，例如也可以是l字状的钩。卡定部件17构成为能够在脱轨时因动作部件2a向上方的旋转力而破坏(断裂)。

板簧63以从上方覆盖动作部件2a的方式在前后方向(车辆长度方向)上的中央较大地弯曲。在图8中，为了使板簧63处于变形后的施力状态而使板簧63为u字状，但板簧63在自然状态下为图11所示那样的形状。板簧63的后侧部分的下端通过螺栓b7固定在支承部件3a的主板31上。

板簧63的前侧部分的下端与安装在动作部件2a上的承受部件8卡合。承受部件8包括与动作部件2a的臂23接合(例如焊接)的块体84和位于动作部件2a的臂23的前方的卡合杆81。块体84沿臂23的前壁28的背面贯穿侧壁29。在前后方向上延伸的左右一对保持片82、83通过螺栓b5固定在块体84的两端面上，在这些保持片82、83的前端保持有卡合杆81。

板簧63的前侧部分的下端通过从后方与卡合杆81卡合而施力，以使卡合杆81和支承部件3a的主板31彼此分离。由此，动作部件2a从后方按压在卡定部件17上。

在动作部件2a的臂23的前壁28的前表面上形成有阶梯，以使得从比卡定部件17靠下侧的位置起、上侧的厚度变薄。而且，与卡定部件17抵接的抵接用薄片18通过螺栓b4固定在该阶梯的下部。抵接用薄片18例如由树脂或橡胶构成。

承受部件8的左右一对保持片82、83中的位于车辆宽度方向的外侧的外侧保持片82延伸至比内侧保持片83靠后方处。而且，在外侧保持片82的后端上，通过螺栓b5而固定有引导板91。引导板91在向车辆宽度方向的外侧弯曲的同时穿过支承部件3a的侧方而向后方延伸至框架4a的侧方。

信号发生器7经由托架40安装在框架4a上的与引导板91对应的位置处。在本实施方式中，在框架4a、4b双方上安装有信号发生器7，但信号发生器7只要安装在框架4a、4b中的至少一方上即可。

在本实施方式中，限位开关70的头部72从固定在托架40上的主体部73向车辆宽度方向的外侧突出，棒状的检测杆71从头部72向前方延伸。不过，限位开关70也可以具有安装有辊的检测臂以代替棒状的检测杆71。

在引导板91的后端上安装有以隔着检测杆71的方式从引导板91向车辆宽度方向的内侧突出的一对动作片92。即，动作片92经由引导板91和外侧保持片82设置在动作部件2a上。另外，引导板91的后部和限位开关70被罩77从车辆宽度方向的外侧覆盖，该罩77通过螺栓b8固定在框架4a上。

接下来，参照图10和图11对排障装置1a的动作进行说明。当铁道车辆脱轨时，碰撞杆10与被省略了图示的铁轨碰撞。由此，如图11所示，卡定部件17因动作部件2a向上方的旋转力而被破坏(断裂)，从而动作部件2a向上方旋转。当动作部件2a向上方旋转规定角度以上时，限位开关70的检测杆71通过上侧的动作片92而向下方倾倒，从而限位开关70产生第一信号。其结果是，能够检测到脱轨。

另一方面，当在线路上存在障碍物时，碰撞杆10与被省略了图示的障碍物碰撞。由此，如图10所示，动作部件2a向后方旋转。如果是与碰撞杆10之间的冲击为规定值以上的障碍物，则动作部件2a会向后方旋转规定角度以上，限位开关70的检测杆71通过下侧的动作片92而向上方倾倒，从而限位开关70产生第二信号。其结果是，能够检测到规定的重量以上的障碍物。但是，在障碍物轻至不会使动作部件2a旋转到规定角度以上的程度的情况下，该障碍物通过碰撞杆10而飞出。

而且，在本实施方式中，由于动作部件2a能够借助橡胶衬套61和板簧63的弹性变形向后方旋转，因此即使对动作部件2a施加旋转力来进行障碍物的检测，只要从动作部件2a撤销旋转力，橡胶衬套61和板簧63便会返回到原来的状态，从而使动作部件2a恢复到正常位置。因此，在障碍物的检测之后能够再次使用排障装置1a。

(变形例)

上述的第二实施方式也可以以如下方式变更。

作为将动作部件2a、2b维持在正常位置上的弹性体，也可以不使用橡胶衬套61而仅使用板簧63。在该情况下，与图5所示的情况同样地，只要使旋转轴5嵌合于动作部件2a、2b的基座21的中心孔中即可。或者，也可以不使用板簧63而仅使用橡胶衬套61。

另外，不言而喻，在第一实施方式的变形例中所说明的数个方式(也可以没有框架4a、4b、作为信号发生器7而可以采用限位开关70以外的传感器等)也可以应用于第二实施方式。

标号说明

1a、1b：铁道车辆的排障装置；10：碰撞杆；11：台车；17：卡定部件；2a、2b：动作部件；22：保持孔；27：动作片；3：支承部件；4：框架；5：旋转轴；61：橡胶衬套(弹性体)；62：压缩螺旋弹簧(弹性体)；63：板簧(弹性体)；7：信号发生器；70：限位开关；71：检测杆；75：距离传感器；8：承受部件；81：卡合杆。