高速鉄道車両用スノープラウ
【課題】排雪抵抗を低く抑えるとともに上下力を低減させて高速鉄道車両の自力排雪走行を可能とするとともに、排除した雪が対向列車や地上設備に影響を与えることなく適切に処理することが可能な高速鉄道車両用スノープラウを提供する。
【解決手段】スノープラウ１０において、軌道４０幅方向に延在する前縁から後方へ向かう上向きのすくい面１６を有するすくいプレート１２と、該すくいプレート１２上の前縁より後方の位置に設けられ、軌道４０間の中心線からそれぞれ軌道４０幅方向外側へ向かう一対の側板１８を有するＶ字プラウ１３と、該Ｖ字プラウ１３上縁からそれぞれ軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上に凸の曲面１４ａを有する押さえ翼１４とを備えるように構成する。
【解決手段】スノープラウ１０において、軌道４０幅方向に延在する前縁から後方へ向かう上向きのすくい面１６を有するすくいプレート１２と、該すくいプレート１２上の前縁より後方の位置に設けられ、軌道４０間の中心線からそれぞれ軌道４０幅方向外側へ向かう一対の側板１８を有するＶ字プラウ１３と、該Ｖ字プラウ１３上縁からそれぞれ軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上に凸の曲面１４ａを有する押さえ翼１４とを備えるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冬季に降雪地帯を走行する高速鉄道車両の前部に取り付けられ、軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄道車両の走行時に軌道上の積雪を排除する装置として、例えば特許文献１に示すような、先頭車両の前端下部に軌道と平行に配置されるＶ字型のスノープラウが知られている。
【０００３】
このスノープラウは、一対の直線状側板の先端が鋭角状に突き合わされて一体化されることにより構成されており、各側板の高さ方向中間部から上端部にかけては上向きに凸の円弧状となるように湾曲した形状となっている。そして、このようなスノープラウを装着して高速鉄道車両が走行する際には、軌道上の積雪をＶ字に沿って軌道と平行に両側後方へ押し流すことによって、高速鉄道車両の自力排雪走行を可能とするとともに、直線状側板の湾曲によって雪が飛散するのを防止している。
【０００４】
また、高速鉄道車両用のスノープラウとしては、図１５に示すような２００系新幹線電車に採用されているものが知られている。
この高速鉄道車両用スノープラウ１は、軌道間の中心線ｌからそれぞれ軌道幅方向外側へ向かう一対の側板２、２を有し、この側板２、２前縁の交差稜線が軌道に対して所定のすくい角θ０で傾斜したＶ字プラウ３と、該Ｖ字プラウ３上縁、即ち、一対の側板２、２の上縁からそれぞれ軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼４、４とを備えている。
そして、この高速鉄道車両用スノープラウ１においては、すくい角θ０が７０°に設定されるとともに、一対の側板２、２の下縁同士がなす開き角φ０が８２°に設定され、さらに、さらに側板２、２の下縁に対する押さえ翼４、４の頂部前端の高さｈ０が４９０ｍｍに設定されている。
【特許文献１】特開２００６−３２７４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような従来のスノープラウは、ある程度の積雪量には対応して高速鉄道車両の自力排雪走行を可能とするものの、例えば北陸地方等の豪雪地帯においては積雪量の多さに加えて雪の密度が大きいため、当該スノープラウの対応可能な積雪条件を超えてしまい豪雪地帯を走行する高速鉄道車両には適用できないという問題があった。
また、特に上記２００系新幹線電車のスノープラウにおいては、排雪抵抗を小さく抑えることができるものの、押さえ翼を上に持ち上げようとする力、即ち上下力が大きく働くため、車両自体を上下に揺さぶるピッチングモーションが生じてしまうという問題があった。
【０００６】
さらに、このような積雪量の多い軌道上を高速鉄道車両が繰り返し通過すると軌道側方に雪壁が形成されていく。この雪壁が一定以上の高さになると、軌道上の積雪を軌道側方へ排雪しようとしてもそれが雪壁によって遮られてしまうため、従来のスノープラウでは雪壁が形成された際に軌道上の雪を有効に排除しながら高速走行を行うことができないという問題があった。
【０００７】
一方、スノープラウによって排除される雪の運動エネルギーは走行速度と雪の密度とに応じて大きくなるため、豪雪地帯を走行する高速鉄道車両によって排除される雪の運動エネルギーは非常に大きなものとなる。従って、従来のように軌道上の積雪をスノープラウのＶ字に沿って軌道と平行に両側後方へ押し流すのみでは、運動エネルギーの大きな雪が対向列車や地上機器に高速で衝突し障害を及ぼすおそれがあった。
【０００８】
この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、豪雪地帯においても排雪抵抗を低く抑えるとともに上下力を低減させながら排雪能力の高い自力排雪走行を可能とし、さらに排除した雪を対向列車や地上設備に影響を与えることなく適切に処理することが可能な高速鉄道車両用スノープラウを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ここで、本発明者らがこのような高速鉄道車両用スノープラウについて誠意研究を重ねたところ、排雪抵抗を低く抑えるとともに上下力を低減させて排雪能力の高い自力排雪走行を可能とし、さらに、排除した雪を適切に処理することができる高速鉄道車両用スノープラウを実現する構成及び条件を見出すことができた。したがって、本発明はこの知見に基づいた技術であって、前記課題を解決するために以下の手段を提案している。
【００１０】
即ち、本発明に係る高速鉄道車両用スノープラウは、高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、軌道幅方向に延在する前縁から後方へ向かう上向きのすくい面を有するすくいプレートと、該すくいプレート上の前記前縁より後方の位置に設けられ、前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有するＶ字プラウと、該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
このような特徴の高速鉄道車両用スノープラウによれば、高速鉄道車両の走行時に進行方向前端のすくいプレートが軌道幅方向全域の雪をすくい剥がすようにして軌道上から多量の積雪を排除することができる。また、すくい上げられた雪は、すくい面の傾斜及びＶ字プラウの側板に沿って両側の斜め上方に押し上げられる。そして、側板の上方において押さえ翼の曲面の湾曲に沿って返されるようにして、高速鉄道車両の両側下方に向かって排雪される。
このようにして、すくいプレートが積雪をすくい剥がすように作用することで排雪抵抗を低く抑えることができるとともに、すくい上げられた積雪がプレートを下向きに押し押さえ翼に働く上向きの力と相殺するため、上下力を低減させることが可能となる。
【００１２】
ここで本発明のスノープラウにおいては、側板がすくいプレートの傾斜上に位置しているため、該側板の上縁に設けられた押さえ翼の高さはすくいプレートによって底上げされている。これによって、押さえ翼を雪壁よりも高い位置に配置することが可能となるため、当該押さえ翼の曲面によって返す雪を雪壁よりも高い位置から下方に向かって落とすように排雪することが可能となる。
したがって、軌道側方に雪壁が形成された場合であっても、雪壁に遮られることなく確実に軌道上から排雪することが可能となるとともに、排雪した雪が飛散して対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。
【００１３】
また、上記高速鉄道車両用スノープラウにおいては、前記軌道に対する前記すくい面の傾斜角度が１０°に設定されていることが好ましい。これによって軌道上の積雪を確実にすくい上げることができ、積雪時の高速での自力排雪走行をより円滑に行うことが可能となる。
【００１４】
さらに、上記高速鉄道車両用スノープラウにおいては、前記押さえ翼の頂部が前記軌道と略平行とされていることが好ましい。
【００１５】
押さえ翼の頂部が後退するに従い漸次下方に向けて傾斜している場合、即ち、押さえ翼に迎え角が付されている場合には、排雪される雪を前方側に向かって返すことになり抗力が大きくなるため、走行抵抗が増加してしまう。
一方、押さえ翼の頂部が後方に向かうに従い漸次上方に向けて傾斜している場合には、空気及び雪による抵抗は小さくすることができるものの、運動エネルギーの大きい雪を両側後方に向かって流すことになるため対向列車や地上機器に対して悪影響を与えるおそれがある。
本発明においては、これらを勘案して、押さえ翼の頂部が軌道と平行に形成されているため、走行抵抗を低く抑えながら、軌道上からすくい上げた雪を下方に向かって排雪することで対向列車や地上設備に影響を与えることなく適切に処理することが可能となる。
【００１６】
一方、本発明に係る高速鉄道車両用スノープラウは、高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有し、前記一対の側板前縁の交差稜線が前記軌道に対して所定のすくい角で傾斜したＶ字プラウと、該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼とを備え、すくい角が７０°より小さく設定されるとともに、前記一対の側板の下縁同士がなす開き角が８２°より小さく設定され、さらに前記側板の下縁に対する前記押さえ翼の頂部前端の高さが４９０ｍｍより大きく設定されていることを特徴とする。
【００１７】
このような特徴の高速鉄道車両用スノープラウによれば、高速鉄道車両の走行時に所定のすくい角を有するＶ字プラウが軌道中心から雪をすくい剥がすようにして軌道上から多量の積雪を排除することができる。また、すくい上げられた雪は、Ｖ字プラウの両側の斜め上方に押し上げられ、押さえ翼の曲面の湾曲に沿って返されるようにして、高速鉄道車両の両側下方に向かって排雪される。
【００１８】
ここで、この高速鉄道車両用スノープラウにおいては、すくい角が７０°より小さく設定されるとともに開き角が８２°より小さく設定されており、即ち、すくい角及び開き角が２００系新幹線電車のスノープラウのすくい角及び開き角よりも小さく設定されている。これにより、従来と同様に積雪を排除する際における排雪抵抗を低く抑えることができるとともに、押さえ翼に及ぶ上下力を低減させることが可能となる。
さらに、側板の下縁を基準とした押さえ翼の頂部前端の高さが４９０ｍｍより大きく、即ち、２００系新幹線電車のスノープラウの当該高さよりも大きく設定されていることから、押さえ翼の曲面によって返す雪をより高い位置から下方に向かって落とすように排雪することができる。これによって軌道側方に雪壁が形成された場合であっても、雪壁に遮られることなく軌道上から排雪することが可能となり、さらに、排除した雪が飛散して対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。
【００１９】
また、この高速鉄道車両用スノープラウにおいては、前記すくい角が４５°に設定されるとともに、前記開き角が６０°に設定され、さらに、前記側板の下縁に対する前記押さえ翼の頂部前端の高さが８１７ｍｍに設定されていることが好ましい。
これによって、排雪抵抗を低く抑え上下力をより確実に低減することができるとともに、排除した雪を対向列車や地上設備に影響を与えることなく確実に処理することが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明に係る高速鉄道車両用スノープラウは、高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有し、前記一対の側板前縁の交差稜線が前記軌道に対して所定のすくい角で傾斜したＶ字プラウと、該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼と、前記Ｖ字プラウの両側にそれぞれ設けられ、前縁から後方へ向かう上向きのすくい面を有し、積雪を前記押さえ翼の後端側領域に案内する一対のすくいプレートとを備え、前記押さえ翼の後端側領域の頂部が前記軌道に対して所定の迎え角を有するように傾斜していることを特徴とする。
【００２１】
このような特徴の高速鉄道車両用スノープラウによれば、高速鉄道車両の走行時に所定のすくい角を有するＶ字プラウが軌道中心から雪をすくい剥がすようにして軌道上から積雪を排除することができる。また、すくい上げられた雪は、Ｖ字プラウの側板に沿って両側の斜め上方に押し上げられる。そして、側板の上方において押さえ翼の曲面の湾曲に沿って返されるようにして、高速鉄道車両の両側下方に向かって排雪される。
さらに、Ｖ字プラウの両側に設けられた一対のすくいプレートによっても雪をすくい剥がすことができることからより多量の雪を軌道上から排除することが可能となる。またこのすくいプレートによってすくい剥がされた雪は、迎え角を有する押さえ翼の後端側領域に案内され、この該後端側領域の曲面の湾曲に沿って返されることで高速鉄道車両の両側下方に向かって排雪される。
このようにして、Ｖ字プラウと一対のすくいプレートの双方でもって積雪をすくい上げることによって、排雪を分散させることができ、スノープラウ全体として受ける排雪抵抗を低く抑えるとともに押さえ翼に生じる上下力を低減させることが可能となる。
【００２２】
ここで本発明のスノープラウにおいては、Ｖ字プラウに加えて一対のすくいプレートが設けられているため、より円滑かつ速やかに排除した雪を押さえ翼の曲面に導入することができる。これによって、排除した雪が押さえ翼に達することなく車両外方に出て飛散してしまうことを防止することができる。
また、排雪された雪を押さえ翼の曲面によって返して下方に向けて落とすように除去することができるため、軌道側方に雪壁が形成された場合であっても、高い位置から下方に向かって雪を落とすことで雪壁に遮られることなく確実に軌道上から排雪することが可能となる。さらに、排雪した雪が対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。
【００２３】
また、上記高速鉄道車両用スノープラウにおいては、前記迎え角が７．５°に設定されていることが好ましい。
これによって、すくいプレートにより押さえ翼の後端側領域に案内された積雪を確実に返すことができ、排雪した雪が対向列車や地上設備に衝突することを確実に回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る高速鉄道車両用スノープラウによれば、豪雪地帯においても排雪抵抗を低く抑えながら及び上下力を低減させて排雪能力の高い自力排雪走行をすることができ、さらに、排除した雪を対向列車や地上設備に影響を与えることなく適切に処理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の高速鉄道車両用スノープラウの第１の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１の実施形態のスノープラウを装着した高速鉄道車両の側面図、図２は第１の実施形態に係るスノープラウの斜視図、図３は第１の実施形態に係るスノープラウの側面図、図４は第１の実施形態に係るスノープラウの正面図、図５は第１の実施形態に係るスノープラウの平面図、図６は第１の実施形態のスノープラウを装着した高速鉄道車両及び軌道の正面図である。
【００２６】
スノープラウ１０は、図１に示すように、高速鉄道車両３０のボディー３１の下方に延びるスカート部３２の進行方向最前面に車輪３３を背にするように装着され、高速鉄道車両３０の走行とともにレール４１及び道床４２からなる軌道４０上の積雪を排除して、高速鉄道車両３０の自力排雪走行を可能とするものである。
【００２７】
本実施形態のスノープラウ１０は、高速走行にも耐え得る強度を備えた例えばステンレス等の鋼材からなり、図２から図５に示すように、すくいプレート１２と、Ｖ字プラウ１３と、押さえ翼１４とから概略構成されている。また、このスノープラウ１０は、図２及び図５に示すように、平面視にて線分ｌを境に線対称に形成されている。
【００２８】
すくいプレート１２は、車両進行方向を臨む前縁が平面視矩形状をなし、後退するに従って漸次上方に向かって傾斜するすくい面１６を有しており、このすくい面１６の幅方向両端には、側面視直角三角形状にてその斜辺１７ａがすくい面１６と直交して接する三角板１７が立設されている。この三角板１７は、図１に示すように、底辺１７ｂが軌道４０と平行となるように配置されている。なお、本実施形態においては、図３に示すように、該底辺１７ｂと斜辺１７ａがなす角度は１０°に設定されている。これにより、軌道４０に対するすくい面１６の傾斜角度も１０°に設定されることになる。
【００２９】
また、このすくいプレート１２のすくい面１６の後端側は、図５に示す平面視にて、前方に向けて鋭角にＶ字を描くように切り欠かれており、このすくい面１６のＶ字の切り欠きの縁部に沿うようにして該すくいプレート１２上にＶ字プラウ１３が設けられている。
【００３０】
Ｖ字プラウ１３は、一対の側板１８からなり、これら側板１８がすくい面１６後端側のＶ字の切り欠きに沿って立設されるとともにその両先端側が突き合わされて一体化されることによって構成されている。なお、側板１８は、図３に示すように、側面視略三角形の平板形状をなしており、すくい面１６上に立設された状態でその上部の一辺が底辺１７ｂと平行となるように、即ち、軌道４０と平行となるように構成されている。
【００３１】
また、Ｖ字プラウ１３の上部には、各側板１８の上縁からそれぞれ軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられて上側に凸の曲面１４ａを有する押さえ翼１４が備えられている。なお、この押さえ翼１４は、その曲面１４ａの軌道幅方向外方の先端が斜め下方を向くように形成されており、押さえ翼１４の頂部１４ｂは、図３及び図４に示すように、底辺１７ｂと平行となるように、即ち軌道４０と平行となるように延在している。
【００３２】
次に本実施形態に係るスノープラウ１０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際の当該スノープラウ１０の作用について説明する。
スノープラウ１０は、例えば北陸等の豪雪地帯を走行する高速鉄道車両３０に適用される。このような地方では、積雪量が多いことに加えて雪が湿り気を帯びて密度が大きいために高速鉄道車両３０が自力排雪走行をするためにはスノープラウ１０が軌道４０上の積雪を効果的に排雪可能なことが望まれる。
【００３３】
また、豪雪地帯においては、軌道４０の側方には、図６に示すように、軌道４０上から排雪した雪を収容するための貯雪溝４３が設けられている。ところが、多量の降雪の中、積雪量が多い軌道４０上を高速鉄道車両３０が繰り返し通過することによって、排雪した雪が貯雪溝４３に収まり切らなくなることがあり、この場合軌道４０側方には該軌道４０よりも高い雪壁５０が形成される。
【００３４】
このような豪雪地帯の積雪中を本実施形態のスノープラウ１０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際には、スノープラウ１０の進行方向前端のすくいプレート１２が、軌道４０幅方向全域の雪をすくい剥がすようにして軌道４０上の積雪を取り除く。また、すくい上げられた雪は、すくいプレート１２のすくい面１６の傾斜及びＶ字プラウ１３の側板１８に沿って両側後方に向かって斜め上方に押し上げられるとともに、側板１８の上方において押さえ翼１４の曲面１４ａの湾曲に沿って返されるようにして高速鉄道車両３０の両側下方に向って排雪される。
このようにして、すくいプレート１２が積雪をすくい剥がすように作用することで排雪抵抗を低く抑えることができるとともに、すくい上げられた積雪がプレートを下向きに押す力と押さえ翼１４に当たって上向きに押す力とが相殺されるため、該積雪が押さえ翼１４に当たることによって生じる上下力を低減させることが可能となる。
【００３５】
したがって、排雪抵抗を低く抑えながら上下力を低減させることができ、さらに、すくいプレート１２が一度に大量の雪を軌道４０上から除去することができるため、積雪量が多い場合でも効果的に排雪を行うことができる。これによって、豪雪地帯における高速鉄道車両３０の自力排雪走行を実現することが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態のスノープラウ１０においては、側板１８がすくい面１６の傾斜上に位置しているため、該側板１８の上縁に設けられた押さえ翼１４の高さはすくいプレート１２によって底上げされている。これによって、押さえ翼１４を雪壁５０よりも高い位置に配置することが可能となるため、当該押さえ翼１４の曲面１４ａによって返す雪を雪壁５０よりも高い位置から下方に向かって落とすように排雪することが可能となる。
したがって、軌道４０側方に雪壁５０が形成された場合であっても、雪壁５０に遮られることなく確実に軌道４０上から排雪することが可能となるとともに、排雪した雪が対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。
【００３７】
また、上述のようにスノープラウ１０においては、軌道４０に対するすくいプレート１２のすくい面１６の傾斜角度が１０°に設定されている。これにより、軌道４０上の積雪を確実にすくい上げて排雪抵抗を低減させることができるとともに、空気抵抗を最低限に抑えることができるため、積雪時の高速での自力排雪走行をより円滑に行うことが可能となる。
【００３８】
ここで、スノープラウ１０において、例えば押さえ翼１４の曲面１４ａの頂部が、後退するに従って漸次下方に向けて傾斜している場合には、排雪される雪を前方側に向かって返すことになり抗力が大きくなるため、走行抵抗が増加してしまう。
一方、押さえ翼１４の曲面１４ａの頂部が後退するに従い漸次上方に向けて傾斜している場合には、空気及び雪による抵抗は小さくすることができるものの、運動エネルギーの大きい雪を両側後方に向かって流すことになるため対向列車や地上機器に対して悪影響を与えるおそれがある。
【００３９】
本実施形態のスノープラウ１０においてはこれらを勘案して、押さえ翼１４の曲面１４ａの頂部が軌道４０と平行に形成されているため、走行抵抗を低く抑えながら、軌道４０上からすくい上げた雪を下方に向かって排雪することで対向列車や地上設備に影響を与えることなく適切に処理することが可能となる。
【００４０】
以下、本発明の高速鉄道車両用スノープラウの第２の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図７は第２の実施形態に係るスノープラウの斜視図、図８は第２の実施形態に係るスノープラウの側面図、図９は第２の実施形態に係るスノープラウの正面図、図１０は第２の実施形態に係るスノープラウの平面図である。
【００４１】
図７から図１０に示す第２実施形態のスノープラウ６０は、第１の実施形態のスノープラウ１０と同様、高速鉄道車両３０に装着されて該高速鉄道車両３０の自力排雪走行を可能とするものである。
【００４２】
本実施形態のスノープラウ６０は、高速走行にも耐え得る強度を備えた例えばステンレス等の鋼材からなり、Ｖ字プラウ６３と、押さえ翼６４とから概略構成されている。また、このスノープラウ６０は、図７及び図１０に示すように、平面視にて線分ｌを境に線対称に形成されている。
【００４３】
Ｖ字プラウ６３は、一対の側板６８からなり、両先端側が突き合わされて一体化されることによって車両進行方向に凸状となるように構成されている。なお、側板６８は、図８に示すように、側面視略四角形の平板形状をなしており、軌道４０に平行に配置される底辺６８ａの前端から一定の傾斜角でもって上方かつ後方側に延びる傾斜前辺６８ｂと、該傾斜前辺６８ｂの上端から後方側かつ下方に緩やかに傾斜して延びる上辺６８ｃと、該上辺６８ｃと底辺６８ａを略鉛直方向に接続する後辺６８ｄとを備えている。
そして、このような一対の側板６８の傾斜前辺６８ｂ同士が突き合わされることによって、該側板６８の傾斜前辺（前縁）６８ｂの交差稜線が軌道４０に対して所定のすくい角θ２で傾斜したＶ字プラウ６３が構成されている。
【００４４】
このような、Ｖ字プラウ６３の上部には、各側板６８の上辺６８ｃ（上縁）からそれぞれ軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられて上側に凸の曲面６４ａを有する押さえ翼６４が備えられている。なお、この押さえ翼６４は、その曲面６４ａの軌道幅方向外方の先端が斜め下方を向くように形成されている。また、押さえ翼６４の頂部６４ｂは、図８に示すように、前方から後方に向かうに従って漸次下方に向かうように傾斜して、所定の迎え角が付与されている。よって、スノープラウ６０においては、押さえ翼６４の頂部６４ｂ前端が最も高い箇所に位置することになる。
【００４５】
そして、本実施形態のスノープラウ６０は、上記すくい角θ２が７０°より小さく設定されており、好ましくは４５°に設定されている。
また、側板６８の底辺（下縁）６８ａ同士がなす開き角φ２は８２°より小さく設定されており、好ましくは６０°に設定されている。
さらに、側板１８の底辺６８ａ（下縁）を基準とした押さえ翼６４の頂部６４ｂ前端の高さｈ２が４９０ｍｍより大きく設定されており、より好ましくは８１７ｍｍに設定されている。
【００４６】
次に本実施形態に係るスノープラウ６０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際の当該スノープラウ６０の作用について説明する。
【００４７】
豪雪地帯の積雪中を本実施形態のスノープラウ６０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際には、スノープラウ６０の進行方向前端において所定のすくい角θ２を有するＶ字プラウ６３が軌道４０中心から雪をすくい剥がすようにしての積雪を取り除く。これにより排雪抵抗を低減することができる。
また、すくい上げられた雪は、Ｖ字プラウ６３の両側の斜め上方に押し上げられ、押さえ翼６４の曲面６４ａの湾曲に沿って返されるようにして、高速鉄道車両３０の両側下方に向かって排雪される。
【００４８】
ここで、本実施形態のスノープラウ６０においては、すくい角θ２が７０°より小さく設定されるとともに開き角φ２が８２°より小さく設定されており、即ち、すくい角θ２及び開き角φ２が２００系新幹線電車のスノープラウ１のすくい角θ１及び開き角φ１よりも小さく設定されている。これにより、従来と同様に積雪を排除する際における排雪抵抗を低く抑えることができるとともに、押さえ翼６４に及ぶ上下力を低減させることが可能となる。これは、本実施形態のように、すくい角θ２を４５°に設定し、開き角φ２を６０°に設定することでより顕著な効果を奏する。
【００４９】
さらに、側板６８の底辺６８ａ（下縁）を基準とした押さえ翼６４の頂部６４ｂ前端の高さｈ２が４９０ｍｍより大きく、即ち、２００系新幹線電車のスノープラウ１の当該高さよりも大きく設定されていることから、押さえ翼６４の曲面６４ａによって返す雪をより高い位置から下方に向かって落とすように排雪することができる。これによって、第１の実施形態で説明した図６に示すように、軌道４０側方に雪壁が形成された場合であっても、雪壁５０に遮られることなく軌道４０上から排雪することが可能となり、さらに、排除した雪が対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。これは、本実施形態のように、当該高さｈ２が８１７ｍｍに設定されていることによって、より確実な効果を得ることができる。
【００５０】
以上から第２実施形態の高速鉄道車両用スノープラウ６０によれば、排雪抵抗を低く抑えながら上下力を低減させることができることから、積雪量が多い場合でも効果的に排雪を行うことができる。これによって、豪雪地帯における高速鉄道車両３０の自力排雪走行を実現することが可能となる。
【００５１】
以下、本発明の高速鉄道車両用スノープラウの第３の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１１は第３の実施形態に係るスノープラウの斜視図、図１２は第３の実施形態に係るスノープラウの側面図、図１３は第３の実施形態に係るスノープラウの正面図、図１４は第３の実施形態に係るスノープラウの平面図である。
【００５２】
本実施形態のスノープラウ７０は、高速走行にも耐え得る強度を備えた例えばステンレス等の鋼材からなり、Ｖ字プラウ７３と、押さえ翼７４と、一対のすくいプレート７２とから概略構成されている。また、このスノープラウ７０は、図１１及び図１４に示すように、平面視にて線分ｌを境に線対称に形成されている。
【００５３】
Ｖ字プラウ７３は、一対の側板７８からなり、両先端側が突き合わされて一体化されることによって車両進行方向に凸状となるように構成されている。なお、側板７８は、図８に示すように、平板形状をなしており、軌道４０に平行に配置される底辺７８ａの前端から一定の傾斜角でもって上方かつ後方側に延びる傾斜前辺７８ｂと、該傾斜前辺６８ｂの上端から後方側に向かって底辺７８ａと平行に延びるとともにその後端側が後方かつ下方に緩やかに傾斜して延びる上辺７８ｃと、該上辺７８ｃと底辺７８ａを略鉛直方向に接続する後辺７８ｄとを備えている。
そして、このような一対の側板７８の傾斜前辺７８ｂ同士が突き合わされることによって、該側板６８の傾斜前辺（前縁）７８ｂの交差稜線が軌道４０に対して所定のすくい角で傾斜したＶ字プラウ７３が構成されている。
【００５４】
このような、Ｖ字プラウ７３の上部には、各側板７８の上辺７８ｃ（上縁）からそれぞれ軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられて上側に凸の曲面７４ａを有する押さえ翼７４が備えられている。なお、この押さえ翼７４は、その曲面７４ａの軌道幅方向外方の先端が斜め下方を向くように形成されており、押さえ翼７４の頂部７５は、図１２に示すように、前端から後方に向かって軌道４０と平行に延在する平坦頂部７５ａと、該平坦頂部７５ａに接続されて後方かつ下方に向かって緩やかに傾斜する傾斜頂部７５ｂとから構成されている。
このようにして、本実施形態においては、押さえ翼７４の後端側領域の頂部７５（傾斜頂部７５ｂ）が、図１２に示すように、軌道４０に対して所定の迎え角θ３を有して傾斜するように構成されている。なお、この迎え角θ３は、７．５°に設定されていることが好ましい。
【００５５】
さらに、Ｖ字プラウ７３の両脇には、該Ｖ字プラウ７３の一対の側板７８に一体化されるようにして、後退するに従って漸次上方に向かって傾斜するすくい面７２ａを有したすくいプレート７２が一対設けられている。
このすくいプレート７２は、軌道４０上の積雪をすくい上げた際に、該積雪が上記押さえ翼７４の後端側領域（傾斜頂部７５ｂの箇所）に案内されるような傾斜角度を有している。即ち、該すくいプレート７２のすくい面７２ａを上部後方に向かって延長させた場合に、押さえ翼７４の後端側領域に達するように構成されている。
また、すくいプレート７２のすくい面７２ａ後方に連なる頂面７２ｂは、図３に示すように、後方に向かって緩やかに下り勾配で傾斜するように構成されている。
【００５６】
次に本実施形態に係るスノープラウ７０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際の当該スノープラウ７０の作用について説明する。
【００５７】
豪雪地帯の積雪中を本実施形態のスノープラウ７０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際には、スノープラウ７０の進行方向前端においてＶ字プラウ７３が軌道４０中心から雪をすくい剥がすようにしての積雪を取り除く。また、すくい上げられた積雪は、Ｖ字プラウ７３の側板７８に沿って両側の斜め上方に押し上げられる。そして、側板７８の上方において押さえ翼７４の曲面７４ａの湾曲に沿って返されるようにして、高速鉄道車両３０の両側下方に向かって排雪される。
【００５８】
また、Ｖ字プラウ７３の両側に設けられた一対のすくいプレート７２によっても積雪をすくい剥がすことができることからより多量の雪を軌道４０上から排除することが可能となる。さらに、このすくいプレート７２によってすくい剥がされた積雪は、迎え角θ３を有する押さえ翼７４の後端側領域に案内される。そして、この後端側領域の曲面７４ａの湾曲に沿って返されることで高速鉄道車両の両側下方に向かって排雪される。
【００５９】
このようにして、Ｖ字プラウ７３と一対のすくいプレート７２の双方でもって積雪をすくい上げることにより、スノープラウ７０上で排雪を分散させることでスノープラウ７０全体として受ける排雪抵抗を低く抑えることができ、さらに、押さえ翼７４に生じる上下力を低減させることが可能となる。
【００６０】
ここで、本実施形態のスノープラウ７０においては、Ｖ字プラウ７３に加えて一対のすくいプレート７２が設けられているため、より円滑かつ速やかに、排除した積雪を押さえ翼７４の曲面７４ａに導入することができる。れによって、排除した雪が押さえ翼７４に達することなく車両外方に出て飛散してしまうことを防止することができる。
また、排雪された雪を押さえ翼７４の曲面によって返して下方に向けて落とすように除去することができるため、軌道４０側方に雪壁５０が形成された場合であっても、高い位置から下方に向かって雪を落とすことで雪壁５０に遮られることなく確実に軌道４０上から排雪することが可能となる。さらに、排雪した雪が対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。
【００６１】
また、スノープラウ７０において、押さえ翼７４の後端側領域における迎え角が７．５°に設定されていることにより、すくいプレート７２によって押さえ翼７４後端側領域に案内された積雪を効果的に返すことができるため、排雪した雪が対向列車や地上設備に衝突することを確実に回避することが可能となる。
【００６２】
このようにして、第３実施形態の高速鉄道車両用スノープラウ７０によれば、排雪抵抗を低く抑えながら上下力を低減させることができることから、積雪量が多い場合でも効果的に排雪を行うことができる。これによって、豪雪地帯における高速鉄道車両３０の自力排雪走行を実現することが可能となる。
【００６３】
以上、本発明による高速鉄道車両用のスノープラウ１０、６０、７０の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【実施例】
【００６４】
本発明の一例によるスノープラウ（上述の第１及び第２実施形態に基づいたスノープラウ）の寸法５分の１モデルを実施例１、２とするとともに２００系新幹線電車に採用されているスノープラウの寸法５分の１モデルを比較例として、上下力、排雪抵抗力、飛雪分布の測定試験を行った。
【００６５】
（走行試験装置）
図１６及び図１７に走行試験装置を示す。この走行試験装置は、図１６に示すように、水平方向に延びるトラス式ガイドレールを備えており、該トラス式ガイドレール上を走行台車が巻き取りドラムによって牽引されることで走行するものである。この巻き取りドラムは油圧ユニットにより駆動される。なお、該走行試験装置も実際の軌道の寸法の５分の１の大きさに再現されている。
走行台車の下部にはロードセルを介して前方側を臨むようにスノープラウ（寸法５分の１モデル）が取り付けられており、走行台車が走行する際にスノープラウがスノーベッド上の雪を排雪するように構成されている。
さらに、該走行試験装置の側方には、図１７（ｂ）に示すように、Ｌ字を描くようにして水平方向に４つ、鉛直方向に４つの計８個の受雪箱が設置されている。水平方向に並設された受雪箱は、軌道側方に雪壁が形成された場合を想定して該雪壁の頂部に対応する高さ（基準面より鉛直方向に２５７ｍｍ）に、９０ｍｍの間隔でスラブから順次離間するように設置されている。また、鉛直方向に並設された受雪箱は、軌道から最も離れた受雪箱の軌道外方の側面位置（軌道から水平方向に４８０ｍｍ）に、上下方向に１２０ｍｍ間隔で積み上げられている。
なお、図１７（ｂ）における受雪箱の位置は、実際の新幹線軌道設備を示す図１７（ａ）の軌道側方及び上方の位置にそれぞれ対応している。
【００６６】
（比較例１のスノープラウ）
比較例１のスノープラウとして、上記説明した図１５に示す２００新幹線電車に搭載されたスノープラウの寸法５分の１モデルのスノープラウを作製した。
この比較例１のスノープラウにおいては、Ｖ字プラウのすくい角θ０を７０°、開き角φ０を８２°、さらに押さえ翼の頂部前端の高さｈ０を実際のスノープラウの寸法の５分の１となる９８ｍｍ（実際のスノープラウでは４９０ｍｍ）に設定した
【００６７】
（実施例１のスノープラウ）
実施例１のスノープラウとして、図１〜図６に記載した第１の実施形態に対応するスノープラウの寸法５分の１モデルのスノープラウを作製した。
【００６８】
実施例２のスノープラウとして、図７〜図１０に記載した第２の実施形態に対応するスノープラウの寸法５分の１モデルのスノープラウを作製した。
この実施例２のスノープラウにおいては、Ｖ字プラウのすくい角θ２を４５°、開き角φ２を６０°、さらに押さえ翼の頂部前端の高さｈ２を１６３．４ｍｍ（実際のスノープラウでは８１７ｍｍ）に設定した。
【００６９】
（上下力及び排雪抵抗力の測定及び結果）
比較例１、実施例１及び実施例２のスノープラウについて、走行台車を様々な速度で走行させた際のスノーベッド上の雪を排雪する際に生じる排雪抵抗（スノープラウの進行方向の逆側に生じる力）及び上下力（スノープラウを上方に持ち上げようとする力）をロードセルによって測定した。その結果を図１８に示した。
図１８（ａ）から比較例１に比べて実施例１、２の方が上下力が小さくなってことがわかり、１８（ｂ）からは実施例１、２における排雪抵抗力が比較例と同等な値を示していることがわかる。これは、実施例１のようにすくいプレートを設けたこと、又は、実施例２のように従来よりもすくい角、開き角を大きくしたことに基づくものと考えられる。
【００７０】
（飛雪分布の測定及び結果）
比較例１、実施例１及び実施例２のスノープラウについて、走行台車を１０ｍ／ｓ、
２０ｍ／ｓ、３０ｍ／ｓ、４０ｍ／ｓで走行させた際の飛雪分布を測定した。具体的には、走行台車を走行させた際に各位置の受雪箱が収容した飛雪量を測定し、該飛雪量からそれぞれの受雪箱の飛雪の補足率を算出し、その結果を図１９に示した。図１９（ａ）は比較例の飛雪分布についてのグラフ、図１９（ｂ）は実施例１の飛雪分布についてのグラフ、図１９（ｃ）は実施例２の飛雪分布についてのグラフであり、それぞれ左側のグラフが水平方向の飛雪分布、右側のグラフが鉛直方向の飛雪分布を示している。
図１９（ａ）〜（ｃ）を見ると、比較例においては各受雪箱に飛雪が分布して飛雪が散逸している一方、実施例１、２においては特に鉛直方向の低い位置に飛雪が集中しており飛雪の散逸が抑制されている。
これは、実施例１のようにすくいプレートを設けて押さえ翼の位置が底上げしたこと、又は実施例２のように従来より押さえ翼の前端の高さを意図的に高くしたことに基づくものと考えられる。
【００７１】
以上の試験から、実施例１のようにすくいプレートを設けるとともに該すくいプレートにより押さえ翼の高さが底上げされることで、排雪抵抗力を低く抑えながらも上下力を低減させ、さらに飛雪の散逸を防止することができることが判明した。
さらに、比較例２のように、従来よりもすくい角及び開き角を小さくするとともに押さえ翼の前端の位置を高くすることにより、特に、すくい角を４５°、開き角を６０°、押さえ翼の前端の高さを８１７ｍｍ（寸法５分の１モデルにおいては１６３．４ｍｍ）とすることにより、実施例１と同じく排雪抵抗力を低く抑えながらも上下力を低減させ、さらに飛雪の散逸を防止することができることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１の実施形態のスノープラウを装着した高速鉄道車両の側面図
【図２】第１の実施形態に係るスノープラウの斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係るスノープラウの側面図である。
【図４】第１の実施形態に係るスノープラウの正面図である。
【図５】第１の実施形態に係るスノープラウの平面図である。
【図６】第１の実施形態のスノープラウを装着した高速鉄道車両及び軌道の正面図である。
【図７】第２の実施形態に係るスノープラウの斜視図である。
【図８】第２の実施形態に係るスノープラウの側面図である。
【図９】第２の実施形態に係るスノープラウの正面図である。
【図１０】第２の実施形態に係るスノープラウの平面図である。
【図１１】第３の実施形態に係るスノープラウの斜視図である。
【図１２】第３の実施形態に係るスノープラウの側面図である。
【図１３】第３の実施形態に係るスノープラウの正面図である。
【図１４】第３の実施形態に係るスノープラウの平面図である。
【図１５】２００系新幹線電車のスノープラウの（ａ）側面図及び（ｂ）平面図である。
【図１６】走行試験装置を説明する図である。
【図１７】走行試験装置における受雪箱の配置箇所を説明する図である。
【図１８】（ａ）は上下力の試験結果を示すグラフ、（ｂ）は排雪抵抗力の試験結果を示すグラフである。
【図１９】飛雪分布の測定結果示すグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
１０ スノープラウ
１２ すくいプレート
１３ Ｖ字プラウ
１４ 押さえ翼
１４ａ 曲面
１４ｂ 頂部
１６ すくい面
１８ 側板
３０ 高速鉄道車両
３２ スカート部
４０ 軌道
６０ スノープラウ
６３ Ｖ字プラウ
６４ 押さえ翼
６４ａ 曲面
６４ｂ 頂部
６８ 側板
７０ スノープラウ
７２ すくいプレート
７２ａ すくい面
７２ｂ 頂面
７３ Ｖ字プラウ
７４ 押さえ翼
７４ａ 曲面
７５ 頂部
７５ａ 平坦頂部
７５ｂ 傾斜頂部
７８ 側板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冬季に降雪地帯を走行する高速鉄道車両の前部に取り付けられ、軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄道車両の走行時に軌道上の積雪を排除する装置として、例えば特許文献１に示すような、先頭車両の前端下部に軌道と平行に配置されるＶ字型のスノープラウが知られている。
【０００３】
このスノープラウは、一対の直線状側板の先端が鋭角状に突き合わされて一体化されることにより構成されており、各側板の高さ方向中間部から上端部にかけては上向きに凸の円弧状となるように湾曲した形状となっている。そして、このようなスノープラウを装着して高速鉄道車両が走行する際には、軌道上の積雪をＶ字に沿って軌道と平行に両側後方へ押し流すことによって、高速鉄道車両の自力排雪走行を可能とするとともに、直線状側板の湾曲によって雪が飛散するのを防止している。
【０００４】
また、高速鉄道車両用のスノープラウとしては、図１５に示すような２００系新幹線電車に採用されているものが知られている。
この高速鉄道車両用スノープラウ１は、軌道間の中心線ｌからそれぞれ軌道幅方向外側へ向かう一対の側板２、２を有し、この側板２、２前縁の交差稜線が軌道に対して所定のすくい角θ０で傾斜したＶ字プラウ３と、該Ｖ字プラウ３上縁、即ち、一対の側板２、２の上縁からそれぞれ軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼４、４とを備えている。
そして、この高速鉄道車両用スノープラウ１においては、すくい角θ０が７０°に設定されるとともに、一対の側板２、２の下縁同士がなす開き角φ０が８２°に設定され、さらに、さらに側板２、２の下縁に対する押さえ翼４、４の頂部前端の高さｈ０が４９０ｍｍに設定されている。
【特許文献１】特開２００６−３２７４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような従来のスノープラウは、ある程度の積雪量には対応して高速鉄道車両の自力排雪走行を可能とするものの、例えば北陸地方等の豪雪地帯においては積雪量の多さに加えて雪の密度が大きいため、当該スノープラウの対応可能な積雪条件を超えてしまい豪雪地帯を走行する高速鉄道車両には適用できないという問題があった。
また、特に上記２００系新幹線電車のスノープラウにおいては、排雪抵抗を小さく抑えることができるものの、押さえ翼を上に持ち上げようとする力、即ち上下力が大きく働くため、車両自体を上下に揺さぶるピッチングモーションが生じてしまうという問題があった。
【０００６】
さらに、このような積雪量の多い軌道上を高速鉄道車両が繰り返し通過すると軌道側方に雪壁が形成されていく。この雪壁が一定以上の高さになると、軌道上の積雪を軌道側方へ排雪しようとしてもそれが雪壁によって遮られてしまうため、従来のスノープラウでは雪壁が形成された際に軌道上の雪を有効に排除しながら高速走行を行うことができないという問題があった。
【０００７】
一方、スノープラウによって排除される雪の運動エネルギーは走行速度と雪の密度とに応じて大きくなるため、豪雪地帯を走行する高速鉄道車両によって排除される雪の運動エネルギーは非常に大きなものとなる。従って、従来のように軌道上の積雪をスノープラウのＶ字に沿って軌道と平行に両側後方へ押し流すのみでは、運動エネルギーの大きな雪が対向列車や地上機器に高速で衝突し障害を及ぼすおそれがあった。
【０００８】
この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、豪雪地帯においても排雪抵抗を低く抑えるとともに上下力を低減させながら排雪能力の高い自力排雪走行を可能とし、さらに排除した雪を対向列車や地上設備に影響を与えることなく適切に処理することが可能な高速鉄道車両用スノープラウを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ここで、本発明者らがこのような高速鉄道車両用スノープラウについて誠意研究を重ねたところ、排雪抵抗を低く抑えるとともに上下力を低減させて排雪能力の高い自力排雪走行を可能とし、さらに、排除した雪を適切に処理することができる高速鉄道車両用スノープラウを実現する構成及び条件を見出すことができた。したがって、本発明はこの知見に基づいた技術であって、前記課題を解決するために以下の手段を提案している。
【００１０】
即ち、本発明に係る高速鉄道車両用スノープラウは、高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、軌道幅方向に延在する前縁から後方へ向かう上向きのすくい面を有するすくいプレートと、該すくいプレート上の前記前縁より後方の位置に設けられ、前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有するＶ字プラウと、該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
このような特徴の高速鉄道車両用スノープラウによれば、高速鉄道車両の走行時に進行方向前端のすくいプレートが軌道幅方向全域の雪をすくい剥がすようにして軌道上から多量の積雪を排除することができる。また、すくい上げられた雪は、すくい面の傾斜及びＶ字プラウの側板に沿って両側の斜め上方に押し上げられる。そして、側板の上方において押さえ翼の曲面の湾曲に沿って返されるようにして、高速鉄道車両の両側下方に向かって排雪される。
このようにして、すくいプレートが積雪をすくい剥がすように作用することで排雪抵抗を低く抑えることができるとともに、すくい上げられた積雪がプレートを下向きに押し押さえ翼に働く上向きの力と相殺するため、上下力を低減させることが可能となる。
【００１２】
ここで本発明のスノープラウにおいては、側板がすくいプレートの傾斜上に位置しているため、該側板の上縁に設けられた押さえ翼の高さはすくいプレートによって底上げされている。これによって、押さえ翼を雪壁よりも高い位置に配置することが可能となるため、当該押さえ翼の曲面によって返す雪を雪壁よりも高い位置から下方に向かって落とすように排雪することが可能となる。
したがって、軌道側方に雪壁が形成された場合であっても、雪壁に遮られることなく確実に軌道上から排雪することが可能となるとともに、排雪した雪が飛散して対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。
【００１３】
また、上記高速鉄道車両用スノープラウにおいては、前記軌道に対する前記すくい面の傾斜角度が１０°に設定されていることが好ましい。これによって軌道上の積雪を確実にすくい上げることができ、積雪時の高速での自力排雪走行をより円滑に行うことが可能となる。
【００１４】
さらに、上記高速鉄道車両用スノープラウにおいては、前記押さえ翼の頂部が前記軌道と略平行とされていることが好ましい。
【００１５】
押さえ翼の頂部が後退するに従い漸次下方に向けて傾斜している場合、即ち、押さえ翼に迎え角が付されている場合には、排雪される雪を前方側に向かって返すことになり抗力が大きくなるため、走行抵抗が増加してしまう。
一方、押さえ翼の頂部が後方に向かうに従い漸次上方に向けて傾斜している場合には、空気及び雪による抵抗は小さくすることができるものの、運動エネルギーの大きい雪を両側後方に向かって流すことになるため対向列車や地上機器に対して悪影響を与えるおそれがある。
本発明においては、これらを勘案して、押さえ翼の頂部が軌道と平行に形成されているため、走行抵抗を低く抑えながら、軌道上からすくい上げた雪を下方に向かって排雪することで対向列車や地上設備に影響を与えることなく適切に処理することが可能となる。
【００１６】
一方、本発明に係る高速鉄道車両用スノープラウは、高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有し、前記一対の側板前縁の交差稜線が前記軌道に対して所定のすくい角で傾斜したＶ字プラウと、該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼とを備え、すくい角が７０°より小さく設定されるとともに、前記一対の側板の下縁同士がなす開き角が８２°より小さく設定され、さらに前記側板の下縁に対する前記押さえ翼の頂部前端の高さが４９０ｍｍより大きく設定されていることを特徴とする。
【００１７】
このような特徴の高速鉄道車両用スノープラウによれば、高速鉄道車両の走行時に所定のすくい角を有するＶ字プラウが軌道中心から雪をすくい剥がすようにして軌道上から多量の積雪を排除することができる。また、すくい上げられた雪は、Ｖ字プラウの両側の斜め上方に押し上げられ、押さえ翼の曲面の湾曲に沿って返されるようにして、高速鉄道車両の両側下方に向かって排雪される。
【００１８】
ここで、この高速鉄道車両用スノープラウにおいては、すくい角が７０°より小さく設定されるとともに開き角が８２°より小さく設定されており、即ち、すくい角及び開き角が２００系新幹線電車のスノープラウのすくい角及び開き角よりも小さく設定されている。これにより、従来と同様に積雪を排除する際における排雪抵抗を低く抑えることができるとともに、押さえ翼に及ぶ上下力を低減させることが可能となる。
さらに、側板の下縁を基準とした押さえ翼の頂部前端の高さが４９０ｍｍより大きく、即ち、２００系新幹線電車のスノープラウの当該高さよりも大きく設定されていることから、押さえ翼の曲面によって返す雪をより高い位置から下方に向かって落とすように排雪することができる。これによって軌道側方に雪壁が形成された場合であっても、雪壁に遮られることなく軌道上から排雪することが可能となり、さらに、排除した雪が飛散して対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。
【００１９】
また、この高速鉄道車両用スノープラウにおいては、前記すくい角が４５°に設定されるとともに、前記開き角が６０°に設定され、さらに、前記側板の下縁に対する前記押さえ翼の頂部前端の高さが８１７ｍｍに設定されていることが好ましい。
これによって、排雪抵抗を低く抑え上下力をより確実に低減することができるとともに、排除した雪を対向列車や地上設備に影響を与えることなく確実に処理することが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明に係る高速鉄道車両用スノープラウは、高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有し、前記一対の側板前縁の交差稜線が前記軌道に対して所定のすくい角で傾斜したＶ字プラウと、該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼と、前記Ｖ字プラウの両側にそれぞれ設けられ、前縁から後方へ向かう上向きのすくい面を有し、積雪を前記押さえ翼の後端側領域に案内する一対のすくいプレートとを備え、前記押さえ翼の後端側領域の頂部が前記軌道に対して所定の迎え角を有するように傾斜していることを特徴とする。
【００２１】
このような特徴の高速鉄道車両用スノープラウによれば、高速鉄道車両の走行時に所定のすくい角を有するＶ字プラウが軌道中心から雪をすくい剥がすようにして軌道上から積雪を排除することができる。また、すくい上げられた雪は、Ｖ字プラウの側板に沿って両側の斜め上方に押し上げられる。そして、側板の上方において押さえ翼の曲面の湾曲に沿って返されるようにして、高速鉄道車両の両側下方に向かって排雪される。
さらに、Ｖ字プラウの両側に設けられた一対のすくいプレートによっても雪をすくい剥がすことができることからより多量の雪を軌道上から排除することが可能となる。またこのすくいプレートによってすくい剥がされた雪は、迎え角を有する押さえ翼の後端側領域に案内され、この該後端側領域の曲面の湾曲に沿って返されることで高速鉄道車両の両側下方に向かって排雪される。
このようにして、Ｖ字プラウと一対のすくいプレートの双方でもって積雪をすくい上げることによって、排雪を分散させることができ、スノープラウ全体として受ける排雪抵抗を低く抑えるとともに押さえ翼に生じる上下力を低減させることが可能となる。
【００２２】
ここで本発明のスノープラウにおいては、Ｖ字プラウに加えて一対のすくいプレートが設けられているため、より円滑かつ速やかに排除した雪を押さえ翼の曲面に導入することができる。これによって、排除した雪が押さえ翼に達することなく車両外方に出て飛散してしまうことを防止することができる。
また、排雪された雪を押さえ翼の曲面によって返して下方に向けて落とすように除去することができるため、軌道側方に雪壁が形成された場合であっても、高い位置から下方に向かって雪を落とすことで雪壁に遮られることなく確実に軌道上から排雪することが可能となる。さらに、排雪した雪が対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。
【００２３】
また、上記高速鉄道車両用スノープラウにおいては、前記迎え角が７．５°に設定されていることが好ましい。
これによって、すくいプレートにより押さえ翼の後端側領域に案内された積雪を確実に返すことができ、排雪した雪が対向列車や地上設備に衝突することを確実に回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る高速鉄道車両用スノープラウによれば、豪雪地帯においても排雪抵抗を低く抑えながら及び上下力を低減させて排雪能力の高い自力排雪走行をすることができ、さらに、排除した雪を対向列車や地上設備に影響を与えることなく適切に処理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の高速鉄道車両用スノープラウの第１の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１の実施形態のスノープラウを装着した高速鉄道車両の側面図、図２は第１の実施形態に係るスノープラウの斜視図、図３は第１の実施形態に係るスノープラウの側面図、図４は第１の実施形態に係るスノープラウの正面図、図５は第１の実施形態に係るスノープラウの平面図、図６は第１の実施形態のスノープラウを装着した高速鉄道車両及び軌道の正面図である。
【００２６】
スノープラウ１０は、図１に示すように、高速鉄道車両３０のボディー３１の下方に延びるスカート部３２の進行方向最前面に車輪３３を背にするように装着され、高速鉄道車両３０の走行とともにレール４１及び道床４２からなる軌道４０上の積雪を排除して、高速鉄道車両３０の自力排雪走行を可能とするものである。
【００２７】
本実施形態のスノープラウ１０は、高速走行にも耐え得る強度を備えた例えばステンレス等の鋼材からなり、図２から図５に示すように、すくいプレート１２と、Ｖ字プラウ１３と、押さえ翼１４とから概略構成されている。また、このスノープラウ１０は、図２及び図５に示すように、平面視にて線分ｌを境に線対称に形成されている。
【００２８】
すくいプレート１２は、車両進行方向を臨む前縁が平面視矩形状をなし、後退するに従って漸次上方に向かって傾斜するすくい面１６を有しており、このすくい面１６の幅方向両端には、側面視直角三角形状にてその斜辺１７ａがすくい面１６と直交して接する三角板１７が立設されている。この三角板１７は、図１に示すように、底辺１７ｂが軌道４０と平行となるように配置されている。なお、本実施形態においては、図３に示すように、該底辺１７ｂと斜辺１７ａがなす角度は１０°に設定されている。これにより、軌道４０に対するすくい面１６の傾斜角度も１０°に設定されることになる。
【００２９】
また、このすくいプレート１２のすくい面１６の後端側は、図５に示す平面視にて、前方に向けて鋭角にＶ字を描くように切り欠かれており、このすくい面１６のＶ字の切り欠きの縁部に沿うようにして該すくいプレート１２上にＶ字プラウ１３が設けられている。
【００３０】
Ｖ字プラウ１３は、一対の側板１８からなり、これら側板１８がすくい面１６後端側のＶ字の切り欠きに沿って立設されるとともにその両先端側が突き合わされて一体化されることによって構成されている。なお、側板１８は、図３に示すように、側面視略三角形の平板形状をなしており、すくい面１６上に立設された状態でその上部の一辺が底辺１７ｂと平行となるように、即ち、軌道４０と平行となるように構成されている。
【００３１】
また、Ｖ字プラウ１３の上部には、各側板１８の上縁からそれぞれ軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられて上側に凸の曲面１４ａを有する押さえ翼１４が備えられている。なお、この押さえ翼１４は、その曲面１４ａの軌道幅方向外方の先端が斜め下方を向くように形成されており、押さえ翼１４の頂部１４ｂは、図３及び図４に示すように、底辺１７ｂと平行となるように、即ち軌道４０と平行となるように延在している。
【００３２】
次に本実施形態に係るスノープラウ１０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際の当該スノープラウ１０の作用について説明する。
スノープラウ１０は、例えば北陸等の豪雪地帯を走行する高速鉄道車両３０に適用される。このような地方では、積雪量が多いことに加えて雪が湿り気を帯びて密度が大きいために高速鉄道車両３０が自力排雪走行をするためにはスノープラウ１０が軌道４０上の積雪を効果的に排雪可能なことが望まれる。
【００３３】
また、豪雪地帯においては、軌道４０の側方には、図６に示すように、軌道４０上から排雪した雪を収容するための貯雪溝４３が設けられている。ところが、多量の降雪の中、積雪量が多い軌道４０上を高速鉄道車両３０が繰り返し通過することによって、排雪した雪が貯雪溝４３に収まり切らなくなることがあり、この場合軌道４０側方には該軌道４０よりも高い雪壁５０が形成される。
【００３４】
このような豪雪地帯の積雪中を本実施形態のスノープラウ１０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際には、スノープラウ１０の進行方向前端のすくいプレート１２が、軌道４０幅方向全域の雪をすくい剥がすようにして軌道４０上の積雪を取り除く。また、すくい上げられた雪は、すくいプレート１２のすくい面１６の傾斜及びＶ字プラウ１３の側板１８に沿って両側後方に向かって斜め上方に押し上げられるとともに、側板１８の上方において押さえ翼１４の曲面１４ａの湾曲に沿って返されるようにして高速鉄道車両３０の両側下方に向って排雪される。
このようにして、すくいプレート１２が積雪をすくい剥がすように作用することで排雪抵抗を低く抑えることができるとともに、すくい上げられた積雪がプレートを下向きに押す力と押さえ翼１４に当たって上向きに押す力とが相殺されるため、該積雪が押さえ翼１４に当たることによって生じる上下力を低減させることが可能となる。
【００３５】
したがって、排雪抵抗を低く抑えながら上下力を低減させることができ、さらに、すくいプレート１２が一度に大量の雪を軌道４０上から除去することができるため、積雪量が多い場合でも効果的に排雪を行うことができる。これによって、豪雪地帯における高速鉄道車両３０の自力排雪走行を実現することが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態のスノープラウ１０においては、側板１８がすくい面１６の傾斜上に位置しているため、該側板１８の上縁に設けられた押さえ翼１４の高さはすくいプレート１２によって底上げされている。これによって、押さえ翼１４を雪壁５０よりも高い位置に配置することが可能となるため、当該押さえ翼１４の曲面１４ａによって返す雪を雪壁５０よりも高い位置から下方に向かって落とすように排雪することが可能となる。
したがって、軌道４０側方に雪壁５０が形成された場合であっても、雪壁５０に遮られることなく確実に軌道４０上から排雪することが可能となるとともに、排雪した雪が対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。
【００３７】
また、上述のようにスノープラウ１０においては、軌道４０に対するすくいプレート１２のすくい面１６の傾斜角度が１０°に設定されている。これにより、軌道４０上の積雪を確実にすくい上げて排雪抵抗を低減させることができるとともに、空気抵抗を最低限に抑えることができるため、積雪時の高速での自力排雪走行をより円滑に行うことが可能となる。
【００３８】
ここで、スノープラウ１０において、例えば押さえ翼１４の曲面１４ａの頂部が、後退するに従って漸次下方に向けて傾斜している場合には、排雪される雪を前方側に向かって返すことになり抗力が大きくなるため、走行抵抗が増加してしまう。
一方、押さえ翼１４の曲面１４ａの頂部が後退するに従い漸次上方に向けて傾斜している場合には、空気及び雪による抵抗は小さくすることができるものの、運動エネルギーの大きい雪を両側後方に向かって流すことになるため対向列車や地上機器に対して悪影響を与えるおそれがある。
【００３９】
本実施形態のスノープラウ１０においてはこれらを勘案して、押さえ翼１４の曲面１４ａの頂部が軌道４０と平行に形成されているため、走行抵抗を低く抑えながら、軌道４０上からすくい上げた雪を下方に向かって排雪することで対向列車や地上設備に影響を与えることなく適切に処理することが可能となる。
【００４０】
以下、本発明の高速鉄道車両用スノープラウの第２の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図７は第２の実施形態に係るスノープラウの斜視図、図８は第２の実施形態に係るスノープラウの側面図、図９は第２の実施形態に係るスノープラウの正面図、図１０は第２の実施形態に係るスノープラウの平面図である。
【００４１】
図７から図１０に示す第２実施形態のスノープラウ６０は、第１の実施形態のスノープラウ１０と同様、高速鉄道車両３０に装着されて該高速鉄道車両３０の自力排雪走行を可能とするものである。
【００４２】
本実施形態のスノープラウ６０は、高速走行にも耐え得る強度を備えた例えばステンレス等の鋼材からなり、Ｖ字プラウ６３と、押さえ翼６４とから概略構成されている。また、このスノープラウ６０は、図７及び図１０に示すように、平面視にて線分ｌを境に線対称に形成されている。
【００４３】
Ｖ字プラウ６３は、一対の側板６８からなり、両先端側が突き合わされて一体化されることによって車両進行方向に凸状となるように構成されている。なお、側板６８は、図８に示すように、側面視略四角形の平板形状をなしており、軌道４０に平行に配置される底辺６８ａの前端から一定の傾斜角でもって上方かつ後方側に延びる傾斜前辺６８ｂと、該傾斜前辺６８ｂの上端から後方側かつ下方に緩やかに傾斜して延びる上辺６８ｃと、該上辺６８ｃと底辺６８ａを略鉛直方向に接続する後辺６８ｄとを備えている。
そして、このような一対の側板６８の傾斜前辺６８ｂ同士が突き合わされることによって、該側板６８の傾斜前辺（前縁）６８ｂの交差稜線が軌道４０に対して所定のすくい角θ２で傾斜したＶ字プラウ６３が構成されている。
【００４４】
このような、Ｖ字プラウ６３の上部には、各側板６８の上辺６８ｃ（上縁）からそれぞれ軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられて上側に凸の曲面６４ａを有する押さえ翼６４が備えられている。なお、この押さえ翼６４は、その曲面６４ａの軌道幅方向外方の先端が斜め下方を向くように形成されている。また、押さえ翼６４の頂部６４ｂは、図８に示すように、前方から後方に向かうに従って漸次下方に向かうように傾斜して、所定の迎え角が付与されている。よって、スノープラウ６０においては、押さえ翼６４の頂部６４ｂ前端が最も高い箇所に位置することになる。
【００４５】
そして、本実施形態のスノープラウ６０は、上記すくい角θ２が７０°より小さく設定されており、好ましくは４５°に設定されている。
また、側板６８の底辺（下縁）６８ａ同士がなす開き角φ２は８２°より小さく設定されており、好ましくは６０°に設定されている。
さらに、側板１８の底辺６８ａ（下縁）を基準とした押さえ翼６４の頂部６４ｂ前端の高さｈ２が４９０ｍｍより大きく設定されており、より好ましくは８１７ｍｍに設定されている。
【００４６】
次に本実施形態に係るスノープラウ６０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際の当該スノープラウ６０の作用について説明する。
【００４７】
豪雪地帯の積雪中を本実施形態のスノープラウ６０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際には、スノープラウ６０の進行方向前端において所定のすくい角θ２を有するＶ字プラウ６３が軌道４０中心から雪をすくい剥がすようにしての積雪を取り除く。これにより排雪抵抗を低減することができる。
また、すくい上げられた雪は、Ｖ字プラウ６３の両側の斜め上方に押し上げられ、押さえ翼６４の曲面６４ａの湾曲に沿って返されるようにして、高速鉄道車両３０の両側下方に向かって排雪される。
【００４８】
ここで、本実施形態のスノープラウ６０においては、すくい角θ２が７０°より小さく設定されるとともに開き角φ２が８２°より小さく設定されており、即ち、すくい角θ２及び開き角φ２が２００系新幹線電車のスノープラウ１のすくい角θ１及び開き角φ１よりも小さく設定されている。これにより、従来と同様に積雪を排除する際における排雪抵抗を低く抑えることができるとともに、押さえ翼６４に及ぶ上下力を低減させることが可能となる。これは、本実施形態のように、すくい角θ２を４５°に設定し、開き角φ２を６０°に設定することでより顕著な効果を奏する。
【００４９】
さらに、側板６８の底辺６８ａ（下縁）を基準とした押さえ翼６４の頂部６４ｂ前端の高さｈ２が４９０ｍｍより大きく、即ち、２００系新幹線電車のスノープラウ１の当該高さよりも大きく設定されていることから、押さえ翼６４の曲面６４ａによって返す雪をより高い位置から下方に向かって落とすように排雪することができる。これによって、第１の実施形態で説明した図６に示すように、軌道４０側方に雪壁が形成された場合であっても、雪壁５０に遮られることなく軌道４０上から排雪することが可能となり、さらに、排除した雪が対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。これは、本実施形態のように、当該高さｈ２が８１７ｍｍに設定されていることによって、より確実な効果を得ることができる。
【００５０】
以上から第２実施形態の高速鉄道車両用スノープラウ６０によれば、排雪抵抗を低く抑えながら上下力を低減させることができることから、積雪量が多い場合でも効果的に排雪を行うことができる。これによって、豪雪地帯における高速鉄道車両３０の自力排雪走行を実現することが可能となる。
【００５１】
以下、本発明の高速鉄道車両用スノープラウの第３の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１１は第３の実施形態に係るスノープラウの斜視図、図１２は第３の実施形態に係るスノープラウの側面図、図１３は第３の実施形態に係るスノープラウの正面図、図１４は第３の実施形態に係るスノープラウの平面図である。
【００５２】
本実施形態のスノープラウ７０は、高速走行にも耐え得る強度を備えた例えばステンレス等の鋼材からなり、Ｖ字プラウ７３と、押さえ翼７４と、一対のすくいプレート７２とから概略構成されている。また、このスノープラウ７０は、図１１及び図１４に示すように、平面視にて線分ｌを境に線対称に形成されている。
【００５３】
Ｖ字プラウ７３は、一対の側板７８からなり、両先端側が突き合わされて一体化されることによって車両進行方向に凸状となるように構成されている。なお、側板７８は、図８に示すように、平板形状をなしており、軌道４０に平行に配置される底辺７８ａの前端から一定の傾斜角でもって上方かつ後方側に延びる傾斜前辺７８ｂと、該傾斜前辺６８ｂの上端から後方側に向かって底辺７８ａと平行に延びるとともにその後端側が後方かつ下方に緩やかに傾斜して延びる上辺７８ｃと、該上辺７８ｃと底辺７８ａを略鉛直方向に接続する後辺７８ｄとを備えている。
そして、このような一対の側板７８の傾斜前辺７８ｂ同士が突き合わされることによって、該側板６８の傾斜前辺（前縁）７８ｂの交差稜線が軌道４０に対して所定のすくい角で傾斜したＶ字プラウ７３が構成されている。
【００５４】
このような、Ｖ字プラウ７３の上部には、各側板７８の上辺７８ｃ（上縁）からそれぞれ軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられて上側に凸の曲面７４ａを有する押さえ翼７４が備えられている。なお、この押さえ翼７４は、その曲面７４ａの軌道幅方向外方の先端が斜め下方を向くように形成されており、押さえ翼７４の頂部７５は、図１２に示すように、前端から後方に向かって軌道４０と平行に延在する平坦頂部７５ａと、該平坦頂部７５ａに接続されて後方かつ下方に向かって緩やかに傾斜する傾斜頂部７５ｂとから構成されている。
このようにして、本実施形態においては、押さえ翼７４の後端側領域の頂部７５（傾斜頂部７５ｂ）が、図１２に示すように、軌道４０に対して所定の迎え角θ３を有して傾斜するように構成されている。なお、この迎え角θ３は、７．５°に設定されていることが好ましい。
【００５５】
さらに、Ｖ字プラウ７３の両脇には、該Ｖ字プラウ７３の一対の側板７８に一体化されるようにして、後退するに従って漸次上方に向かって傾斜するすくい面７２ａを有したすくいプレート７２が一対設けられている。
このすくいプレート７２は、軌道４０上の積雪をすくい上げた際に、該積雪が上記押さえ翼７４の後端側領域（傾斜頂部７５ｂの箇所）に案内されるような傾斜角度を有している。即ち、該すくいプレート７２のすくい面７２ａを上部後方に向かって延長させた場合に、押さえ翼７４の後端側領域に達するように構成されている。
また、すくいプレート７２のすくい面７２ａ後方に連なる頂面７２ｂは、図３に示すように、後方に向かって緩やかに下り勾配で傾斜するように構成されている。
【００５６】
次に本実施形態に係るスノープラウ７０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際の当該スノープラウ７０の作用について説明する。
【００５７】
豪雪地帯の積雪中を本実施形態のスノープラウ７０を装着した高速鉄道車両３０が走行する際には、スノープラウ７０の進行方向前端においてＶ字プラウ７３が軌道４０中心から雪をすくい剥がすようにしての積雪を取り除く。また、すくい上げられた積雪は、Ｖ字プラウ７３の側板７８に沿って両側の斜め上方に押し上げられる。そして、側板７８の上方において押さえ翼７４の曲面７４ａの湾曲に沿って返されるようにして、高速鉄道車両３０の両側下方に向かって排雪される。
【００５８】
また、Ｖ字プラウ７３の両側に設けられた一対のすくいプレート７２によっても積雪をすくい剥がすことができることからより多量の雪を軌道４０上から排除することが可能となる。さらに、このすくいプレート７２によってすくい剥がされた積雪は、迎え角θ３を有する押さえ翼７４の後端側領域に案内される。そして、この後端側領域の曲面７４ａの湾曲に沿って返されることで高速鉄道車両の両側下方に向かって排雪される。
【００５９】
このようにして、Ｖ字プラウ７３と一対のすくいプレート７２の双方でもって積雪をすくい上げることにより、スノープラウ７０上で排雪を分散させることでスノープラウ７０全体として受ける排雪抵抗を低く抑えることができ、さらに、押さえ翼７４に生じる上下力を低減させることが可能となる。
【００６０】
ここで、本実施形態のスノープラウ７０においては、Ｖ字プラウ７３に加えて一対のすくいプレート７２が設けられているため、より円滑かつ速やかに、排除した積雪を押さえ翼７４の曲面７４ａに導入することができる。れによって、排除した雪が押さえ翼７４に達することなく車両外方に出て飛散してしまうことを防止することができる。
また、排雪された雪を押さえ翼７４の曲面によって返して下方に向けて落とすように除去することができるため、軌道４０側方に雪壁５０が形成された場合であっても、高い位置から下方に向かって雪を落とすことで雪壁５０に遮られることなく確実に軌道４０上から排雪することが可能となる。さらに、排雪した雪が対向列車や地上設備に衝突することを回避することができる。
【００６１】
また、スノープラウ７０において、押さえ翼７４の後端側領域における迎え角が７．５°に設定されていることにより、すくいプレート７２によって押さえ翼７４後端側領域に案内された積雪を効果的に返すことができるため、排雪した雪が対向列車や地上設備に衝突することを確実に回避することが可能となる。
【００６２】
このようにして、第３実施形態の高速鉄道車両用スノープラウ７０によれば、排雪抵抗を低く抑えながら上下力を低減させることができることから、積雪量が多い場合でも効果的に排雪を行うことができる。これによって、豪雪地帯における高速鉄道車両３０の自力排雪走行を実現することが可能となる。
【００６３】
以上、本発明による高速鉄道車両用のスノープラウ１０、６０、７０の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【実施例】
【００６４】
本発明の一例によるスノープラウ（上述の第１及び第２実施形態に基づいたスノープラウ）の寸法５分の１モデルを実施例１、２とするとともに２００系新幹線電車に採用されているスノープラウの寸法５分の１モデルを比較例として、上下力、排雪抵抗力、飛雪分布の測定試験を行った。
【００６５】
（走行試験装置）
図１６及び図１７に走行試験装置を示す。この走行試験装置は、図１６に示すように、水平方向に延びるトラス式ガイドレールを備えており、該トラス式ガイドレール上を走行台車が巻き取りドラムによって牽引されることで走行するものである。この巻き取りドラムは油圧ユニットにより駆動される。なお、該走行試験装置も実際の軌道の寸法の５分の１の大きさに再現されている。
走行台車の下部にはロードセルを介して前方側を臨むようにスノープラウ（寸法５分の１モデル）が取り付けられており、走行台車が走行する際にスノープラウがスノーベッド上の雪を排雪するように構成されている。
さらに、該走行試験装置の側方には、図１７（ｂ）に示すように、Ｌ字を描くようにして水平方向に４つ、鉛直方向に４つの計８個の受雪箱が設置されている。水平方向に並設された受雪箱は、軌道側方に雪壁が形成された場合を想定して該雪壁の頂部に対応する高さ（基準面より鉛直方向に２５７ｍｍ）に、９０ｍｍの間隔でスラブから順次離間するように設置されている。また、鉛直方向に並設された受雪箱は、軌道から最も離れた受雪箱の軌道外方の側面位置（軌道から水平方向に４８０ｍｍ）に、上下方向に１２０ｍｍ間隔で積み上げられている。
なお、図１７（ｂ）における受雪箱の位置は、実際の新幹線軌道設備を示す図１７（ａ）の軌道側方及び上方の位置にそれぞれ対応している。
【００６６】
（比較例１のスノープラウ）
比較例１のスノープラウとして、上記説明した図１５に示す２００新幹線電車に搭載されたスノープラウの寸法５分の１モデルのスノープラウを作製した。
この比較例１のスノープラウにおいては、Ｖ字プラウのすくい角θ０を７０°、開き角φ０を８２°、さらに押さえ翼の頂部前端の高さｈ０を実際のスノープラウの寸法の５分の１となる９８ｍｍ（実際のスノープラウでは４９０ｍｍ）に設定した
【００６７】
（実施例１のスノープラウ）
実施例１のスノープラウとして、図１〜図６に記載した第１の実施形態に対応するスノープラウの寸法５分の１モデルのスノープラウを作製した。
【００６８】
実施例２のスノープラウとして、図７〜図１０に記載した第２の実施形態に対応するスノープラウの寸法５分の１モデルのスノープラウを作製した。
この実施例２のスノープラウにおいては、Ｖ字プラウのすくい角θ２を４５°、開き角φ２を６０°、さらに押さえ翼の頂部前端の高さｈ２を１６３．４ｍｍ（実際のスノープラウでは８１７ｍｍ）に設定した。
【００６９】
（上下力及び排雪抵抗力の測定及び結果）
比較例１、実施例１及び実施例２のスノープラウについて、走行台車を様々な速度で走行させた際のスノーベッド上の雪を排雪する際に生じる排雪抵抗（スノープラウの進行方向の逆側に生じる力）及び上下力（スノープラウを上方に持ち上げようとする力）をロードセルによって測定した。その結果を図１８に示した。
図１８（ａ）から比較例１に比べて実施例１、２の方が上下力が小さくなってことがわかり、１８（ｂ）からは実施例１、２における排雪抵抗力が比較例と同等な値を示していることがわかる。これは、実施例１のようにすくいプレートを設けたこと、又は、実施例２のように従来よりもすくい角、開き角を大きくしたことに基づくものと考えられる。
【００７０】
（飛雪分布の測定及び結果）
比較例１、実施例１及び実施例２のスノープラウについて、走行台車を１０ｍ／ｓ、
２０ｍ／ｓ、３０ｍ／ｓ、４０ｍ／ｓで走行させた際の飛雪分布を測定した。具体的には、走行台車を走行させた際に各位置の受雪箱が収容した飛雪量を測定し、該飛雪量からそれぞれの受雪箱の飛雪の補足率を算出し、その結果を図１９に示した。図１９（ａ）は比較例の飛雪分布についてのグラフ、図１９（ｂ）は実施例１の飛雪分布についてのグラフ、図１９（ｃ）は実施例２の飛雪分布についてのグラフであり、それぞれ左側のグラフが水平方向の飛雪分布、右側のグラフが鉛直方向の飛雪分布を示している。
図１９（ａ）〜（ｃ）を見ると、比較例においては各受雪箱に飛雪が分布して飛雪が散逸している一方、実施例１、２においては特に鉛直方向の低い位置に飛雪が集中しており飛雪の散逸が抑制されている。
これは、実施例１のようにすくいプレートを設けて押さえ翼の位置が底上げしたこと、又は実施例２のように従来より押さえ翼の前端の高さを意図的に高くしたことに基づくものと考えられる。
【００７１】
以上の試験から、実施例１のようにすくいプレートを設けるとともに該すくいプレートにより押さえ翼の高さが底上げされることで、排雪抵抗力を低く抑えながらも上下力を低減させ、さらに飛雪の散逸を防止することができることが判明した。
さらに、比較例２のように、従来よりもすくい角及び開き角を小さくするとともに押さえ翼の前端の位置を高くすることにより、特に、すくい角を４５°、開き角を６０°、押さえ翼の前端の高さを８１７ｍｍ（寸法５分の１モデルにおいては１６３．４ｍｍ）とすることにより、実施例１と同じく排雪抵抗力を低く抑えながらも上下力を低減させ、さらに飛雪の散逸を防止することができることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１の実施形態のスノープラウを装着した高速鉄道車両の側面図
【図２】第１の実施形態に係るスノープラウの斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係るスノープラウの側面図である。
【図４】第１の実施形態に係るスノープラウの正面図である。
【図５】第１の実施形態に係るスノープラウの平面図である。
【図６】第１の実施形態のスノープラウを装着した高速鉄道車両及び軌道の正面図である。
【図７】第２の実施形態に係るスノープラウの斜視図である。
【図８】第２の実施形態に係るスノープラウの側面図である。
【図９】第２の実施形態に係るスノープラウの正面図である。
【図１０】第２の実施形態に係るスノープラウの平面図である。
【図１１】第３の実施形態に係るスノープラウの斜視図である。
【図１２】第３の実施形態に係るスノープラウの側面図である。
【図１３】第３の実施形態に係るスノープラウの正面図である。
【図１４】第３の実施形態に係るスノープラウの平面図である。
【図１５】２００系新幹線電車のスノープラウの（ａ）側面図及び（ｂ）平面図である。
【図１６】走行試験装置を説明する図である。
【図１７】走行試験装置における受雪箱の配置箇所を説明する図である。
【図１８】（ａ）は上下力の試験結果を示すグラフ、（ｂ）は排雪抵抗力の試験結果を示すグラフである。
【図１９】飛雪分布の測定結果示すグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
１０ スノープラウ
１２ すくいプレート
１３ Ｖ字プラウ
１４ 押さえ翼
１４ａ 曲面
１４ｂ 頂部
１６ すくい面
１８ 側板
３０ 高速鉄道車両
３２ スカート部
４０ 軌道
６０ スノープラウ
６３ Ｖ字プラウ
６４ 押さえ翼
６４ａ 曲面
６４ｂ 頂部
６８ 側板
７０ スノープラウ
７２ すくいプレート
７２ａ すくい面
７２ｂ 頂面
７３ Ｖ字プラウ
７４ 押さえ翼
７４ａ 曲面
７５ 頂部
７５ａ 平坦頂部
７５ｂ 傾斜頂部
７８ 側板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、
軌道幅方向に延在する前縁から後方へ向かう上向きのすくい面を有するすくいプレートと、
該すくいプレート上の前記前縁より後方の位置に設けられ、前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有するＶ字プラウと、
該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼とを備えたことを特徴とする高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項２】
前記軌道に対する前記すくい面の傾斜角度が１０°に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項３】
前記押さえ翼の頂部が前記軌道と略平行とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項４】
高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、
前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有し、前記一対の側板前縁の交差稜線が前記軌道に対して所定のすくい角で傾斜したＶ字プラウと、
該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼とを備え、
前記すくい角が７０°より小さく設定されるとともに、前記一対の側板の下縁同士がなす開き角が８２°より小さく設定され、さらに前記側板の下縁を基準とした前記押さえ翼の頂部前端の高さが４９０ｍｍより大きく設定されていることを特徴とする高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項５】
前記すくい角が４５°に設定されるとともに、前記開き角が６０°に設定され、さらに、前記側板の下縁に対する前記押さえ翼の頂部前端の高さが８１７ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項４に記載の高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項６】
高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、
前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有し、前記一対の側板前縁の交差稜線が前記軌道に対して所定のすくい角で傾斜したＶ字プラウと、
該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼と、
前記Ｖ字プラウの両側にそれぞれ設けられ、前縁から後方へ向かう上向きのすくい面を有し、積雪を前記押さえ翼の後端側領域に案内する一対のすくいプレートとを備え、
前記押さえ翼の後端側領域の頂部が前記軌道に対して所定の迎え角を有するように傾斜していることを特徴とする高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項７】
前記迎え角が７．５°に設定されていることを特徴とする請求項６に記載の高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項１】
高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、
軌道幅方向に延在する前縁から後方へ向かう上向きのすくい面を有するすくいプレートと、
該すくいプレート上の前記前縁より後方の位置に設けられ、前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有するＶ字プラウと、
該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼とを備えたことを特徴とする高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項２】
前記軌道に対する前記すくい面の傾斜角度が１０°に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項３】
前記押さえ翼の頂部が前記軌道と略平行とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項４】
高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、
前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有し、前記一対の側板前縁の交差稜線が前記軌道に対して所定のすくい角で傾斜したＶ字プラウと、
該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼とを備え、
前記すくい角が７０°より小さく設定されるとともに、前記一対の側板の下縁同士がなす開き角が８２°より小さく設定され、さらに前記側板の下縁を基準とした前記押さえ翼の頂部前端の高さが４９０ｍｍより大きく設定されていることを特徴とする高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項５】
前記すくい角が４５°に設定されるとともに、前記開き角が６０°に設定され、さらに、前記側板の下縁に対する前記押さえ翼の頂部前端の高さが８１７ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項４に記載の高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項６】
高速鉄道車両の下方に延在するスカート部の前方側に設けられ、前進に伴い軌道上の積雪を排除する高速鉄道車両用スノープラウであって、
前記軌道間の中心線からそれぞれ前記軌道幅方向外側へ向かう一対の側板を有し、前記一対の側板前縁の交差稜線が前記軌道に対して所定のすくい角で傾斜したＶ字プラウと、
該Ｖ字プラウ上縁からそれぞれ前記軌道幅方向外方へ向けて連続的に設けられ、上方に凸の曲面状をなす押さえ翼と、
前記Ｖ字プラウの両側にそれぞれ設けられ、前縁から後方へ向かう上向きのすくい面を有し、積雪を前記押さえ翼の後端側領域に案内する一対のすくいプレートとを備え、
前記押さえ翼の後端側領域の頂部が前記軌道に対して所定の迎え角を有するように傾斜していることを特徴とする高速鉄道車両用スノープラウ。
【請求項７】
前記迎え角が７．５°に設定されていることを特徴とする請求項６に記載の高速鉄道車両用スノープラウ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−１２０５５５（Ｐ２０１０−１２０５５５Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９７３３２（Ｐ２００８−２９７３３２）
【出願日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年９月５日 社団法人日本雪氷学会、日本雪工学会発行の「雪氷研究大会（２００８・東京）講演要旨集（ＩＳＳＮ １８８３−０８７０）」に発表
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年９月５日 社団法人日本雪氷学会、日本雪工学会発行の「雪氷研究大会（２００８・東京）講演要旨集（ＩＳＳＮ １８８３−０８７０）」に発表
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
[ Back to top ]