JP2008201390A - ケーブルカーの起動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルカーの運転開始時に索条の駆動ないし移動が滑らかに行われ、よって車両の乗り心地が良好となるケーブルカーの制御装置を提供することにある。
【解決手段】索条に車両を連結するとともに該索条を原動滑車に巻き掛け、該原動滑車を電動機により駆動して前記車両の運行を行うケーブルカーにおいて、前記原動滑車の回転を制動する油圧解放式の補助制動機と、該補助制動機を作動させる油圧回路からなる油圧ユニットとを備え、前記油圧回路には前記補助制動機と接続する油路に絞り弁を備え、前記ケーブルカーの起動時に作動油が前記絞り弁を介して前記補助制動機に供給されて制動力を解放するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケーブルカーの起動時に発生する索条ないし車両の動揺を低減させるためのケーブルカーの起動制御装置に関する。

ケーブルカーは、索条の両端に車両を連結し、この索条を山頂に設置した滑車に巻き掛けて、滑車を回転駆動することにより前記車両を地上に敷設したレールに沿ってつるべ式に運行するようにしたものであって、高所景勝地への観光や山頂にある神社仏閣への参拝のための登坂用交通機関として利用されている。

図４は、ケーブルカーの概要を示した説明図である。図において、傾斜面に敷設された軌条１０上には二台の車両１１が配置され、この軌条１０に沿って山麓側停留場と山頂側停留場の間を往復走行する。各車両１１は、一条の索条１８の両端部にそれぞれ連結されており、索条１８の中間は山頂側に設けられた対動滑車１２及び原動滑車１３に巻き掛けられている。二台の車両１１の位置関係は、一の車両１１が山頂側の停留場に位置するときに他の車両１１が山麓側の停留場に位置する関係にあり、索条１８の移動とともに各車両１１、１１は、互いに逆方向に走行するいわゆるつるべ方式で運行される。

前記原動滑車１３は電動機１７により駆動される。すなわち、原動滑車１３は、減速機１４の出力軸１５に連結されており、この減速機１４の入力軸１６には電動機１７が連結され、この電動機１７を駆動制御することにより原動滑車１３が回転し、索条１８の巻き上げ及び繰り出しが行われる。そして減速機１４の入力軸１６には、ディスク板１９が固着されており、このディスク板１９にディスク制動機２０が作用して電動機１７ないし原動滑車１３の回転を制動する。また、原動滑車１３の周縁部には滑車制動機２１を備え、この滑車制動機２１が原動滑車１３の周縁部に作用して原動滑車１３の回転を直接制動する。これらディスク制動機２０及び滑車制動機２１は、車両１１が停留場に停車するとき、および、設備や車両に異常があったとき等に作動してケーブルカーの運行を停止させるものである。

ディスク制動機２０及び滑車制動機２１は、一般的に油圧開放式制動機が用いらている（例えば、特許文献１参照）。この油圧開放式制動機は、制動時には圧縮したばねの弾性力により制動機のブレーキシューを押圧し、このブレーキシューで前記ディスク板１９及び原動滑車１３を挟掴して制動力を得るように構成するとともに、制動力解放時には、ばねの伸縮方向に並列して備えた油圧シリンダへ別途備えた油圧ユニットから圧油を送り込み、油圧シリンダを伸長させることによってブレーキシューを押し広げて制動力を解放するように構成されている。そして、制動時には、油圧シリンダ内の圧油を排出することにより油圧シリンダが縮退し、ばねの弾性力がブレーキシューに作用して制動力を得るようにしている。

以上のような構成においては、以下のように車両１１の運行が行われる。まず、各車両１１は、山頂側及び山麓側の停留場に停車して乗客の乗降車が行われる。このときに前記ディスク制動機２０及び滑車制動機２１は、それぞれディスク板１９及び原動滑車１３に作用しており、車両１１が停止位置から移動しないように保持している。乗客の乗車が完了すると、運転操作盤のリセットボタン操作により滑車制動機２１の油圧シリンダに圧油が供給され、滑車制動機２１の制動力が解放される。続いて、運転ボタン操作により、ディスク制動機２０の油圧シリンダに圧油が供給され、ディスク制動機２０の制動力が解放されると同時に運転制御装置により電動機１７の駆動が開始され、車両１１が走行を開始する。運転制御装置には、車両１１の走行位置に対する走行速度を定めた運転曲線が設定されており、車両１１の線路中の走行は、電動機１７がこの運転曲線に沿うように回転制御されることにより自動で行われる。

次いで、車両１１が各停留場に接近すると、車両１１の速度は徐々に減速させられた後、微速で停留場内に進入する。そして、車両１１が停止位置に到達すると、電動機１７が停止するとともにディスク制動機２０及び滑車制動機２１の各油圧シリンダの油圧が排出されて制動動作し、ディスク板１９ないし原動滑車１３が停止して回転不能に保持される。この後、停止した車両１１では乗客の乗降車が行われ、このようにして繰り返し運行が行われる。

特開平７−１７４０１号公報

上記したケーブルカーの起動時、すなわち車両１１の走行開始時には、安全に運転を開始するために次のように制御される。運転ボタンが操作されると、まず電動機１７が駆動され、この時にはディスク制動機２０は制動状態にある。そして、電動機１７において定格値に対して５％程度のトルクが発生したことを検出した後、ディスク制動機２０の制動を解放し運転が開始されるようにしている。これは、電動機１７が正常に制御及び動作しているのを確認するためのものであって、電動機１７に異常があるにもかかわらず制動が解放され、車両１１が逸走してしまうのを防止するためである。

ケーブルカーは、前記したように二台の車両１１をつるべ式に運行するものであり、原動滑車１３に作用する索条１８の巻き上げ側の荷重と繰り出し側の荷重は、車両１１に乗車した人員数や線路中に繰り出されている索条１８の長さに依存している。そのため、電動機１７は、巻き上げ側の荷重が繰り出し側の荷重よりも大きいときは正のトルクを発生し、逆の場合には抵抗トルクを発生させるように制御される。ここで、運転開始前の荷重条件が、山頂側の車両１１が満車であって山麓側の車両１１が空車である場合のように、繰り出し側の荷重が巻き上げ側の荷重より大きい条件で運転を開始すると、上記したように運転開始直後は、ディスク制動機２０は制動状態であって電動機１７では正のトルクを発生しており、この後にディスク制動機２０が解放されると電動機１７は、反対に原動滑車１３側から駆動される状態となる。そして運転制御装置はこの状態を検知し、電動機１７に対して抵抗トルクを発生するように制御を行うため、このときの急激なトルク制御により、瞬間的ではあるが索条１８の速度変化あるいは動揺を引き起こし、これが車両１１に伝搬して乗り心地に悪影響をおよぼすという問題があった。

本発明の課題は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ケーブルカーの運転開始時に索条の駆動ないし移動が滑らかに行われ、よって車両の乗り心地が良好となるケーブルカーの制御装置を提供することにある。

この課題に対応して、請求項１に記載のケーブルカーの起動制御装置は、索条に車両を連結するとともに該索条を原動滑車に巻き掛け、該原動滑車を電動機により駆動して前記車両の運行を行うケーブルカーにおいて、前記原動滑車の回転を制動する油圧解放式の補助制動機と、該補助制動機を作動させる油圧回路からなる油圧ユニットとを備え、前記油圧回路には前記補助制動機と接続する油路に絞り弁を備え、前記ケーブルカーの起動時に作動油が前記絞り弁を介して前記補助制動機に供給されて制動力を解放することを特徴としている。

また、請求項２に記載のケーブルカーの起動制御装置は、前記絞り弁に代えて、比例電磁式流量調整弁を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、ケーブルカーの起動時において、補助制動機に供給する作動油は、絞り弁又は比例電磁式流量調整弁を介して供給されるようにしており、これにより原動滑車に対する制動力は緩やかに解放されるので、原動滑車を駆動する電動機はこれに対応して緩やかにトルク制御を行えばよく、したがって索条ないし車両に動揺を引き起こすこともなく車両の乗り心地が向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態におけるケーブルカーの構成を示したものである。本実施の形態のケーブルカーは、図４に示した従来のケーブルカーと同様の構成であり、従来のケーブルカーと同一の構成部については図４と同一の符号を付し、詳細な説明は省略して概略を説明する。運転制御装置により回転制御される電動機１７は、減速機１４を介して原動滑車１３を回転駆動する。原動滑車１３には索条１８を巻き掛け、この索条１８の両端に車両１１を取り付けて原動滑車１３の回転によりつるべ式に運行を行う。減速機１４の入力軸１６には、ディスク板１９を固着するとともに、ディスク板１９の外周部にディスク制動機２０を備えている。また、原動滑車１３の外周部には、滑車制動機２１及び補助制動機２２を備えている。この滑車制動機２１は、車両１１が停留場に停止しているときに停止した状態を保持するために用いられ、補助制動機２２は、車両１１の運転開始時に滑らかに出発動作を行うために用いられる。

図２は、滑車制動機２１及び補助制動機２２の構造を示す説明図である。図において、略クランク形状のアーム３０ａ、３０ｂは、互いに上下方向に対称の形状であって、それぞれの中央部にピン３１が挿通されて鋏状にして相互に回動可能に組み合わされている。各アーム３０ａ、３０ｂの原動滑車１３側端部には、内側に向けて互いに対向してブレーキシュー３３を固着している。一方、各アーム３０ａ、３０ｂの他端部には、ばね受けブロック３４、３４がピン３５、３５により枢支されており、このばね受けブロック３４には、各ばね受けブロック３４、３４に対して摺動可能に貫通してロッド３６を備えている。ばね受けブロック３４、３４の両外側には、ロッド３６に外嵌して複数のサラバネ３７及びワッシャ３８、３８を備え、ロッド３６の両端部でワッシャ３８、３８の外側からナット３９、３９が螺合している。このような構成において、両端部のナット３９をそれぞれ内側方向に閉め込むと、サラバネ３７がワッシャ３８とばね受けブロック３４との間で圧縮されて反発力が発生する。この反発力は、ばね受けブロック３４に作用するとともに、他端部に備えたブレーキシュー３３、３３が原動滑車１３の制動部材３２を挟み込み停止させる制動力として作用する。

次に、前記ロッド３６とピン３１との間においてロッド３６と平行してロッド３６の軸線方向に伸縮する油圧シリンダ４０を備えており、この油圧シリンダ４０は、アーム３０ａ、３０ｂにピン４２で枢支されたシリンダブロック４１ａ、４１ｂ間に嵌装されている。油圧シリンダ４０は、配管によって別位置に備えた油圧ユニットと接続されており、この油圧ユニットから圧油が送入されることによって伸長し、これによってシリンダブロック４１ａ、４１ｂないしピン４２、４２が押し広げられるとともに、上下のブレーキシュー３３、３３が押し広げられて制動が解放される。逆にこの状態から油圧シリンダ４０内の圧油が油圧ユニットに送出されると油圧シリンダ４０が縮退し、上下のブレーキシュー３３、３３が閉じて制動力が制動部材３２に作用する。

以上の説明は、滑車制動機２１及び補助制動機２２について行ったものであるが、ディスク板１９に作用するディスク制動機２０も同様の動作原理で動作するものである。すなわち、ディスク制動機２０には、ディスク板１９を挟み込むブレーキシューを備え、これにばね力を作用させて制動力を得る。そして、このブレーキシューを開閉させるための油圧シリンダを備え、これに圧油を送入することで制動を解放し、送出することで制動を行うようにしている。

図３は、各制動機のシリンダに油圧を作用させる回路を示した油圧回路図であり、説明を分かり易くするために、動作の説明に必要な油圧記号のみを記載している。図において、４０ａは滑車制動機用油圧シリンダ、４０ｂはディスク制動機用油圧シリンダ、４０ｃは補助制動機用油圧シリンダであり、各制動機において上記した油圧シリンダ４０の動作ないし作用を行うものである。各シリンダ４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、油圧ユニット６０と配管６１ａ、６１ｂ、６１ｃで接続されており、油圧ユニット６０の作用により作動油が送入又は送出されて伸縮を行う。

油圧ユニット６０には、電磁切換弁７１、７２、７３、７４と、絞り弁８１、８３、８４と、圧力スイッチ９０と、モーター９１と、ポンプ９２と，作動油タンク９３と、逆止め弁９４、９５、９６とを備えて油圧回路を構成している。この油圧回路において、まず滑車制動機用油圧シリンダ４０ａの動作を行う場合について説明する。モーター９１によりポンプ９２が駆動されると、作動油タンク９３の作動油が逆止め弁９４、９５を介して油路１００ａから滑車制動機用油圧シリンダ４０ａに供給される。このとき、油路１００ａから分岐した油路１００ｂに備えた電磁切換弁７１は、通電により励磁されて弁を閉じている。したがって、作動油の供給により滑車制動機用油圧シリンダ４０ａは伸長し、滑車制動機２１のブレーキシュー３３が押し広げられて制動力が解放する。ブレーキシュー３３が開ききると油路１００ａ内の圧力が上昇し、これを圧力スイッチ９０が検出してモーター９１の駆動を停止する。油路１００ａと油路１００ｂは、それぞれ逆止め弁９５及び電磁切換弁７１により回路を閉じられており、モーター９１の駆動を停止した後も回路内の圧力は保持されて制動力が解放された状態が維持される。

この状態から、滑車制動機２１により制動を行う場合には、電磁切換弁７１への通電を遮断して油路１００ｂの回路を開くことによって制動が行われる。滑車制動機用油圧シリンダ４０ａには、制動機のサラバネ３７の圧縮力が作用しており、回路が開かれたことにより滑車制動機用油圧シリンダ４０ａがサラバネ３７によって押し縮められ、作動油が作動油タンク９３へ戻って制動力が原動滑車１３に作用する。ここで、油路１００ｂには、絞り弁８１を備えており、この絞り弁８１を流通する油量を制限することにより、急激に制動が行われないようにしている。

次に、ディスク制動機用シリンダ４０ｂ及び補助制動機用シリンダ４０ｃが動作を行う場合を説明する。まず、回路中において油路１０１ｃの電磁切換弁７２は通電が遮断されて弁を閉じるとともに、油路１０１ｂの電磁切換弁７３は通電されて弁を閉じている。そして、電磁切換弁７４に通電して弁を開くとともに、モーター９１によりポンプ９２が駆動されると、作動油タンク９３の作動油が油路１０１ｂ及び油路１０１ｄからディスク制動機用油圧シリンダ４０ｂ及び補助制動機用シリンダ４０ｃに供給される。これにより、上記の滑車制動機２１の場合と同様にしてディスク制動機２０及び補助制動機２２における制動力の解放が行われるが、補助制動機用シリンダ４０ｃ側の油路１０１ｄには、絞り弁８４を備えており、この絞り弁８４を流通する油量が制限されることにより、補助制動機２２が制動力を解放する速度は、ディスク制動機２０が制動力を解放する速度よりも緩やかになるようにしている。

ディスク制動機２０及び補助制動機２２により制動を行う場合には、２種類のモードにより行われる。まず、第一のモードは、車両１１が線路中を走行している場合の制動モードであり、高速で移動する車両１１を緩やかに停止させる制動モードである。この第一のモードで制動を行う場合には、油路１０１ｃの電磁切替弁７２は閉じたままで油路１０１ｂに備えた電磁切替弁７３への通電を遮断して弁を開き、各油圧シリンダ４０ｂ、４０ｃに作用している圧油を作動油タンク９３へ戻すことにより、上記した滑車制動機２１の場合と同様に制動を行う。このとき、油路１０１ｂに備えた絞り弁８３により流通する油量を制限して、主にディスク制動機用油圧シリンダ４０ｂないしディスク制動機２０の動作を緩やかにすることにより、緩やかな制動が行われる。

第二のモードは、車両１１が停留場に到着して定位置に停止するとき、あるいは車両１１の速度が低速である場合の制動モードである。この場合、例えば停留場で車両１１が停車する場合には、別途停留場に備えた車両検出器により車両１１が停車位置に達したことを検出し、この信号により油路１０１ｂの電磁切替弁７３への通電を遮断して弁を開くとともに、油路１０１ｃの電磁切替弁７２には通電して弁を開く。このようにすることにより、主にディスク制動機用油圧シリンダ４０ｂに作用する圧油が、油路１０１ｂ及び１０１ｃを介して速やかに作動油タンク９３に戻るので、車両１１を直ちに停車させることができる。

以上のような構成において、ケーブルカーの起動時、つまり車両１１が出発するときの動作を図１及び図３を参照して説明する。ケーブルカーの起動時には、まず運転係員のリセット釦操作により各機器の初期化が行われる。この操作により、油圧ユニット６０では、モーター９１によりポンプ９２を駆動して滑車制動機用油圧シリンダ４０ａに作動油を供給し、滑車制動機２１の制動力を解放する。このとき、ディスク制動機２０と補助制動機２２側は、油圧回路中の油路１０１ａに備える電磁切換弁７４の弁が閉じており、したがってディスク制動機用油圧シリンダ４０ｂと補助制動機用油圧シリンダ４０ｃには作動油の供給は行われず制動力を保持している。

次に、運転係員により運転開始釦が操作されると、まず原動滑車１３を駆動する電動機１７が始動するが、このときにはまだディスク制動機２０と補助制動機２２は制動力を保持したままである。この後、電動機１７の出力が上昇し、定格出力の５％の出力に達すると、運転制御装置はこれを検出し油圧ユニット６０の電磁切替弁７４に通電するように制御を行う。油圧ユニット６０では、電磁切替弁７４が通電により弁を開くとともに、モーター９１がポンプ９２を駆動して作動油をディスク制動機用油圧シリンダ４０ｂ及び補助制動機用油圧シリンダ４０ｃに供給し、各制動機２０、２２の制動力を解放する。ここで、ディスク制動機用油圧シリンダ４０ｂは、作動油の供給により直ちに制動力を解放するように作動を行うが、補助制動機用油圧シリンダ４０ｃは、油路１０１ｄに備えた絞り弁８４により流通する油量を制限されているので直ちには作動せず緩やかに伸長する。したがって、原動滑車１３に作用する補助制動機２２の制動力は、車両１１の進行に対して緩やかに解放される。

このように、ケーブルカーの起動時には、電動機１７の始動後、ディスク制動機２０は直ちに制動力を解放するが、補助制動機２２は制動力を除々に緩めるようにしているため、原動滑車１３に作用している巻き上げ側と繰り出し側の荷重の不均衡は、電動機１７に対して緩やかに作用するので、運転制御装置による電動機１７に対するトルク制御も急激に行われることもなく、したがって滑らかな起動を行うことができる。

上記の説明においては、油圧回路中の油路１０１ｄに絞り弁８４を備え、これにより補助制動機用油圧シリンダ４０ｃへの作動油の流量を調整するようにしたが、この絞り弁８４に代えて比例電磁式流量調整弁を用いることもできる。比例電磁式流量調整弁は、入力電圧を制御することにより流通する作動油の流量を可変制御するものであり、例えば運転制御装置による電動機１７のトルク制御と関連づけてこの比例電磁式流量調整弁を制御したり、あらかじめ設定したプログラムにより制御することにより、補助制動機用油圧シリンダ４０ｃが伸長する速度、すなわち制動力の解放速度を可変制御することで、より細密な制御を行うことによってさらに滑らかなケーブルカーの起動が可能になる。

ケーブルカーの全体構成図 制動機の構造示す説明図 制動機の油圧回路図 ケーブルカーの全体構成図

符号の説明

１０ 軌条
１１ 車両
１２ 対動滑車
１３ 原動滑車
１４ 減速機
１５ 出力軸
１６ 入力軸
１７ 電動機
１８ 索条
１９ ディスク板
２０ ディスク制動機
２１ 滑車制動機
２２ 補助制動機
３０ａ、３０ｂ アーム
３１ ピン
３２ 制動部材
３３ ブレーキシュー
３４ ばね受けブロック
３５ ピン
３６ ロッド
３７ サラバネ
３８ ワッシャ
３９ ナット
４０ 油圧シリンダ
４０ａ 滑車制動機用油圧シリンダ
４０ｂ ディスク制動機用油圧シリンダ
４０ｃ 補助制動機用油圧シリンダ
４１ａ、４１ｂ シリンダブロック
４２ ピン
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ 配管
７１、７２、７３、７４ 電磁切換弁
８１、８３、８４ 絞り弁
９０ 圧力スイッチ
９１ モーター
９２ ポンプ
９３ 作動油タンク
９４、９５、９６ 逆止め弁
１００ａ、１００ｂ 油路
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ 油路

Claims (2)

1. 索条に車両を連結するとともに該索条を原動滑車に巻き掛け、該原動滑車を電動機により駆動して前記車両の運行を行うケーブルカーにおいて、前記原動滑車の回転を制動する油圧解放式の補助制動機と、該補助制動機を作動させる油圧回路からなる油圧ユニットとを備え、前記油圧回路には前記補助制動機と接続する油路に絞り弁を備え、前記ケーブルカーの起動時に作動油が前記絞り弁を介して前記補助制動機に供給されて制動力を解放することを特徴とするケーブルカーの起動制御装置。
2. 前記絞り弁に代えて、比例電磁式流量調整弁を備えたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルカーの起動制御装置。

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