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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-13
(45)【発行日】2022-10-21
(54)【発明の名称】線路保守用車両
(51)【国際特許分類】
   E01B 27/16 20060101AFI20221014BHJP
【FI】
E01B27/16
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2018107998
(22)【出願日】2018-06-05
(65)【公開番号】P2019210713
(43)【公開日】2019-12-12
【審査請求日】2021-05-21
(73)【特許権者】
【識別番号】318010498
【氏名又は名称】株式会社高萩自工
(73)【特許権者】
【識別番号】500418244
【氏名又は名称】株式会社交通建設
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100105854
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 一
(74)【代理人】
【識別番号】100116012
【弁理士】
【氏名又は名称】宮坂 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】緑川 和彦
(72)【発明者】
【氏名】市川 恵一
(72)【発明者】
【氏名】高橋 秀寿
【審査官】荒井 良子
(56)【参考文献】
【文献】特開平06-049802(JP,A)
【文献】特開2016-133857(JP,A)
【文献】国際公開第2017/215777(WO,A2)
【文献】特開2002-146702(JP,A)
【文献】特開平08-239801(JP,A)
【文献】特開平02-101204(JP,A)
【文献】特開2009-062730(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E01B 27/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
レールを支持する枕木の下に敷き詰められた砕石を突き固めるタンピング作業を行う線路保守用車両であって、
前記レールの上を走行可能である走行部と、
前記砕石を突き固めるタンピング部と、
予め設定した前記レール上の基準位置からの距離である前記走行部による走行距離に関連付けて前記枕木の種別に関する情報を記憶している種別記憶部と、
前記タンピング部を前記砕石へ挿入するタンピング深さを制御する深さ制御部と、を備え、
前記深さ制御部は、前記種別記憶部が記憶している前記種別に関する情報に応じて前記枕木に対する前記タンピング深さを制御することを特徴とする線路保守用車両。
【請求項2】
前記枕木及び前記レールを持ち上げるリフティング部を備え、
前記深さ制御部は、前記リフティング部が前記枕木及び前記レールを持ち上げた高さに応じて、前記リフティング部が持ち上げている前記枕木に対して前記種別に関する情報に応じて制御している前記タンピング深さを補正することを特徴とする請求項1に記載した線路保守用車両。
【請求項3】
前記種別に関する情報は、前記枕木の厚さを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載した線路保守用車両。
【請求項4】
前記種別に関する情報は、前記タンピング作業が不可能であるか否かの情報を含むことを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載した線路保守用車両。
【請求項5】
前記種別に関する情報は、曲線の前記レールを支持する前記枕木を含むことを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載した線路保守用車両。
【請求項6】
前記種別に関する情報は、伸縮継目を形成する前記枕木を含むことを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載した線路保守用車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、枕木の状態を修正して線路の保守を行う線路保守用車両に関する。
【背景技術】
【0002】
線路の保守、特に、タンピング作業を行う線路保守用車両の技術としては、例えば、特許文献1に記載されている技術のものがある。なお、タンピング作業とは、枕木の下に敷き詰められたバラスト(砕石)を突き固める作業である。
特許文献1に記載されている線路保守用車両は、先行する事前設定装置が検知した情報を用いて枕木の状況を確認し、事前設定装置に追従して走行しながら、事前設定装置が確認した枕木の状況に応じてタンピング作業を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平10-266107号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載されている技術では、タンピング作業を行うために、線路保守用車両に先行する事前設定装置が必要であるため、構成が複雑化するという問題点がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、独立してタンピング作業を行うことが可能な線路保守用車両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】
【0005】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、レールを支持する枕木の下に敷き詰められた砕石を突き固めるタンピング作業を行う線路保守用車両であり、タンピング部と、種別記憶部と、深さ制御部を備えている。タンピング部は、砕石を突き固める。種別記憶部は、予め設定したレール上の基準位置からの距離に関連付けて、枕木の種別に関する情報を記憶している。深さ制御部は、種別記憶部が記憶している種別に関する情報に応じて、枕木に対し、タンピング部を砕石へ挿入するタンピング深さを制御する。
【発明の効果】
【0006】
本発明の一態様によれば、予め設定したレール上の基準位置からの距離に関連付けて記憶している、枕木の種別に関する情報に応じて、一つ一つの枕木に対し、タンピング部を砕石へ挿入するタンピング深さを個別に制御することが可能となる。
これにより、線路保守用車両に先行する構成を必要とせずに、独立してタンピング作業を行うことが可能な、線路保守用車両を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】本発明の第一実施形態における線路保守用車両の構成を表すブロック図である。
図2】線路保守用車両の構成を表す図である。
図3】タンピング部の構成を表す図である。
図4】タンピング部が砕石を突き固める動作を表す図である。
図5】予め設定した位置から枕木までの距離に関連付けた枕木の種別を表すテーブルである。
図6】制御部の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
図面を参照して、本発明の第一実施形態を以下において説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係や、各層の厚さの比率等は、現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
さらに、以下に示す第一実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質や、それらの形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。また、以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。よって、例えば、紙面を90度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を180度回転すれば「左」が「右」になり、「右」が「左」になることは勿論である。
【0009】
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1から図6を用いて、第一実施形態の構成を説明する。
線路保守用車両1は、砕石(バラスト)を突き固めるタンピング作業を行う車両である。砕石は、レールを支持する枕木の下に敷き詰められている。
また、図1中に表すように、線路保守用車両1は、走行部10と、リフティング部20と、タンピング部30と、コンパクタ部40と、種別記憶部50と、制御部60を備えている。
【0010】
図2中に示すように、走行部10は、車輪Wを備えており、電車が走行するレール2の上を走行可能である。なお、図2における上方は、鉛直方向の上方である。同様に、図2における下方は、鉛直方向の下方である。
また、走行部10は、車輪Wの回転数を含む情報信号を、制御部60へ送信する。
リフティング部20は、制御部60から入力を受けた情報信号に応じて、レール2と枕木3を持ち上げる機能を有している。
【0011】
タンピング部30は、図3中に示すように、一対のレール2に対し、それぞれ幅方向の両側に配置されたタンピングツール31a~31dを備えている。
また、タンピング部30は、制御部60から入力を受けた情報信号に応じて、図4中に示すように、砕石4を突き固める機能を有している。なお、図4中では、タンピング部30の構成を簡略化して図示している。
具体的に、タンピング部30は、リフティング部20が持ち上げた(こう上させた)状態の枕木3に対し、振動させることで砕石4の突き固めを行い、砕石4によって枕木3を保持させる作業を行う。
コンパクタ部40は、制御部60から入力を受けた情報信号に応じて、枕木3の端部を締め固めることで、枕木3が横方向に動かない様に、砕石によって枕木3に横方向の抵抗を与える機能を有している。
【0012】
第一実施形態では、一例として、コンパクタ部40が、線路保守用車両1を前方から見て、枕木3の左側に配置される左コンパクタ(図示せず)と、枕木3の右側に配置される右コンパクタ(図示せず)を備える場合について説明する。
種別記憶部50は、予め設定したレール2上の基準位置からの距離に関連付けて、枕木3の種別に関する情報を記憶している。
基準位置からの距離は、例えば、走行部10による走行距離に応じて算出する。
第一実施形態では、一例として、枕木3の種別に関する情報が、枕木3の厚さと、タンピング作業が不可能であるか否かの情報と、曲線のレール2を支持する枕木3と、伸縮継目を形成する枕木3を含む。
基準位置からの距離に関連付けて記憶している枕木3の種別は、例えば、図5中に示すテーブルで表される。
【0013】
図5中に示すように、基準位置からの距離としては、基準位置(例えば、レール2に設定した起点)から枕木3までの距離を、メートル単位で記憶している。
また、図5中に示すように、種別記憶部50が記憶している枕木3の種別に関する情報によって、「0」から「4」の分類を設定している。
分類「0」は、厚さが通常の枕木3(PC3号、PND用)を示す分類である。
分類「1」は、タンピング作業が不可能である枕木3(支障:地上子、横断ケーブル、踏切、継目等)を示す分類である。
分類「2」は、曲線のレール2を支持する枕木3を示す分類である。
分類「3」は、分類「2」よりも湾曲度合いが大きい曲線のレール2を支持する枕木3を示す分類である。
分類「4」は、伸縮継目を形成する枕木3を示す分類である。
なお、種別記憶部50が、基準位置からの距離に関連付けて、枕木3の種別に関する情報を記憶する際には、DOGGシステムと呼称される機能を用いる。
【0014】
DOGGシステムの機能としては、GPS(全地球測位システム)を用いて現在地を常に計測し、タンピング部30の現在位置とタンピング作業を行う作業位置とが一致しているか否かを照合する機能がある。また、DOGGシステムの機能としては、埋設ケーブルや地上子等の線路構造物を、線路保守用車両1のオペレータが誤って破損させないように、作業装置を制御する機能がある。さらに、DOGGシステムの機能としては、作業後の仕上り状態を検測し、基準値を超過している場合に、音声や表示等によって、線路保守用車両1のオペレータに報知する機能がある。また、DOGGシステムの機能としては、レール2及び枕木3を設置している軌道の前検測を行い、補正値を自動入力する機能がある。
【0015】
制御部60は、図6中に示すように、リフト量制御部61と、深さ制御部62と、コンパクタ制御部63を備えている。
リフト量制御部61は、リフティング部20に対し、レール2と枕木3を持ち上げる高さ(こう上量、リフト量)を含む情報信号を送信する。
なお、図示を省略しているが、線路保守用車両1は、レール2の高低に追従した三種類の検測輪(フロント検測輪、ミドル検測輪、リヤ検測輪)を備えている。
フロント検測輪は、リフティング部20よりも、線路保守用車両1の進行方向で前方に配置されている。ミドル検測輪は、リフティング部20とタンピング部30との間に配置されている。リヤ検測輪は、タンピング部30よりも、線路保守用車両1の進行方向で後方に配置されている。
【0016】
そして、リフティング部20は、フロント検測輪と、ミドル検測輪と、リヤ検測輪とが一直線長となるようにレール2を持ち上げる。
また、リフト量制御部61は、具体的に、フロント検測輪を架空(電気的)に動かすことで、リフティング部20を制御している。
深さ制御部62は、種別記憶部50が記憶している枕木3の種別に関する情報に応じて、枕木3に対するタンピング深さを算出する。そして、算出したタンピング深さを含む情報信号を、タンピング部30に送信する。これにより、深さ制御部62は、種別記憶部50が記憶している枕木3の種別に関する情報に応じて、枕木3に対するタンピング深さを制御する。
【0017】
タンピング深さは、タンピング部30を砕石4へ挿入する深さである。
また、タンピング深さは、例えば、枕木3の下面から10[mm]以上15[mm]以下の範囲内に設定する。
深さ制御部62は、種別記憶部50が記憶している枕木3の種別に関する情報に応じて、枕木3に対するタンピング深さを算出する際には、例えば、分類「2」の枕木3に対し、分類「1」以外の枕木3よりも、タンピング深さを大きくする。
また、分類「1」の枕木3に対しては、タンピング作業を行わないため、タンピング深さを、分類「0」、分類「2」、分類「3」、分類「4」よりも少ない値(0[mm]を超える値)に算出する。
【0018】
また、深さ制御部62は、リフティング部20が持ち上げている枕木3に対して種別に関する情報に応じて制御しているタンピング深さを、リフティング部20が枕木3及びレール2を持ち上げた高さに応じて補正する。これにより、深さ制御部62は、リフティング部20が枕木3及びレール2を持ち上げた高さに応じて、リフティング部20が持ち上げている枕木3に対して種別に関する情報に応じて制御しているタンピング深さを補正する。
コンパクタ制御部63は、コンパクタ部40に対し、枕木3の端部を締め固める強さを含む情報信号を送信する。
また、コンパクタ制御部63は、分類「1」の枕木3と、分類「3」の枕木3に対しては、左コンパクタ及び右コンパクタを動作させない制御を行う。
【0019】
(動作・作用)
図1から図6を参照して、第一実施形態の線路保守用車両1で行う動作の一例と、作用を説明する。
線路保守用車両1の使用時には、まず、線路保守用車両1を、種別記憶部50が記憶している基準位置に移動させる。なお、線路保守用車両1の基準位置への移動は、人員による運転であっても、GPS等を用いた自動運転であってもよい。
そして、タンピング作業を行う枕木3の位置へ線路保守用車両1を移動させる。なお、基準位置を起点とした線路保守用車両1の移動は、人員による運転であっても、GPS等を用いた自動運転であってもよい。
その後、まず、リフティング部20によって枕木3及びレール2を持ち上げる。そして、リフティング部20が持ち上げた状態の枕木3に対し、この枕木3の種別に関する情報(分類)に応じてタンピング深さを制御して、タンピング部30によってタンピング作業を行う。さらに、タンピング部30によって突き固めを行った砕石4に対し、コンパクタ部40によって、枕木3の端部を締め固める。
【0020】
次に、分類「1」以外に分類されている枕木3の位置へ、線路保守用車両1を前進させる。その後、上述した枕木3と同様、リフティング部20によって枕木3及びレール2を持ち上げ、タンピング部30によってタンピング作業を行い、コンパクタ部40によって枕木3の端部を締め固める作業を行う。これらの作業を、予め設定した区間の枕木3に対して行う。
なお、上述した第一実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した第一実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【0021】
(第一実施形態の効果)
第一実施形態の線路保守用車両1であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
(1)砕石4を突き固めるタンピング部30と、予め設定したレール2上の基準位置からの距離に関連付けて枕木3の種別に関する情報を記憶している種別記憶部50と、タンピング部30を砕石4へ挿入するタンピング深さを制御する深さ制御部62を備える。これに加え、深さ制御部62が、種別記憶部50が記憶している種別に関する情報に応じて、枕木3に対するタンピング深さを制御する。
このため、予め設定したレール2上の基準位置からの距離に関連付けて記憶している枕木3の種別に関する情報に応じて、一つ一つの枕木3に対し、タンピング部30を砕石4へ挿入するタンピング深さを、個別に制御することが可能となる。
その結果、線路保守用車両1に先行する構成を必要とせずに、独立してタンピング作業を行うことが可能な、線路保守用車両1を提供することが可能となる。
【0022】
(2)枕木3及びレール2を持ち上げるリフティング部20を備える。これに加え、深さ制御部62が、リフティング部20が枕木3及びレール2を持ち上げた高さに応じて、リフティング部20が持ち上げている枕木3に対して種別に関する情報に応じて制御しているタンピング深さを補正する。
その結果、リフティング部20が枕木3及びレール2を持ち上げた高さを考慮して、リフティング部20が持ち上げている枕木3に対するタンピング深さを制御することが可能となり、タンピング部30による突き固め能力の低下を抑制することが可能となる。
【0023】
(3)種別記憶部50が記憶している枕木3の種別に関する情報に、枕木3の厚さを含む。
その結果、枕木3の厚さに応じて、タンピング深さを適切に制御することが可能となる。
(4)種別記憶部50が記憶している枕木3の種別に関する情報に、タンピング作業が不可能であるか否かの情報を含む。
その結果、タンピング作業が不可能である枕木3に、オペレータの指示に関わらず、自動的にタンピング作業を行わないため、埋設ケーブルや地上子等の線路構造物を、オペレータが誤って破損させることを防止することが可能となる。
【0024】
(5)種別記憶部50が記憶している枕木3の種別に関する情報に、曲線のレール2を支持する枕木3を含む。
その結果、レール2の湾曲度合いに応じて、タンピング深さを適切に制御することが可能となる。
(6)種別記憶部50が記憶している枕木3の種別に関する情報に、伸縮継目を形成する枕木3を含む。
その結果、伸縮継目を形成するレール2の構成に応じて、タンピング深さを適切に制御することが可能となる。
【符号の説明】
【0025】
1…線路保守用車両、2…レール、3…枕木、4…砕石、10…走行部、20…リフティング部、30…タンピング部、31…タンピングツール、40…コンパクタ部、50…種別記憶部、60…制御部、61…リフト量制御部、62…深さ制御部、63…コンパクタ制御部、W…車輪
図1
図2
図3
図4
図5
図6