JP2012062001A

JP2012062001A - 保線用カート

Info

Publication number: JP2012062001A
Application number: JP2010209397A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Takenouchi; 孝宏竹之内; Kazuma Endo; 一馬遠藤
Original assignee: Toko Sangyo Co Ltd
Current assignee: Toko Sangyo Co Ltd
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-03-29

Abstract

【課題】台車の軽量化と作業の安全性を図る。
【解決手段】保線用カート２は、車軸８Ａ、８Ｂの両端に連結された車輪４Ａ、４Ｂを有し軌道３上を走行する台車５と、これら車軸８Ａ、８Ｂ毎に設けられチェーン３３、３４を通じて回転駆動力を車軸８Ａ、８Ｂに出力する直流ブラシレスモータ３１、３２と、台車５に着脱自在に取り付けられ、直流ブラシレスモータ３１、３２に電力を供給するリチウムイオンバッテリ３５と、リチウムイオンバッテリ３５から直流ブラシレスモータ３１、３２に供給される電力を切断可能に制御するとともに直流ブラシレスモータ３１、３２の回転駆動力を可変に制御し、各直流ブラシレスモータ３１、３２を同期させて回転駆動させる駆動制御装置３６とを備えて構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、軌道上を走行する点検および作業用の保線用カートに関するものである。

従来、軌道上を走行し、点検作業や保守点検を行う保線用カートは、車輪により軌道上を走行する台車と、車輪の制動を行うブレーキ機構と、エンジンの回転駆動力を油圧に変換し、出力方向を正逆に切り換える油圧変速機と、油圧変速機からの出力を車軸側に伝達する駆動伝達機構とを備えて構成される。エンジンには、エンジンの回転駆動力により発電するオルタネータが接続され、作業時、このオルタネータは照明灯や回転灯を点灯させるようになっている。係る従来の保線用カートは、小型で軽量のエンジンを搭載しているとはいえ、点検作業や保守作業は夜間における作業が多く、移動時や作業時、エンジンによる騒音や排気ガスで近隣の住民から苦情を受けることがある。特に、トンネル内では、排気ガスを発生させることができない。このため、近年、静粛性や排気ガスが出ない点に着目して、エンジンに代えて、複数のバッテリを搭載し、電力を交流に変換して三相電動モータに供給し、台車を走行させる電動タイプの保線用カートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような従来の保線用カートは、小型のバッテリを２台搭載し、バッテリの直流電流をインバータで交流に変換して三相電動モータに供給するようにしている。また、バッテリから供給される電力によりブレーキ回路を介してブレーキ装置を電気的に動作させるようになっている。

特開２００５−８１９３６号公報

しかしながら、係る従来の保線用カートでは、１台の三相電動モータで台車の回転駆動力を得るため、モータを大型化しなければならず、バッテリも大型化を避けるため、小型のバッテリを２台搭載するようにしている。このため、台車の重量が重くなり、台車の前後の向きを変える作業を行う場合、２人から４人の人数では足りず、余分の作業員を準備しなければならないという問題がある。また、バッテリの直流電流をインバータで交流に変換して電動モータに供給する必要があり、装置の複雑化が避けられないという問題がある。また、ブレーキ装置も電気的なブレーキ回路を介して動作されるようになっているため、ブレーキ機構も複雑化してしまうという課題がある。さらに、万一、故障やバッテリ切れした場合、ブレーキ装置が動作しなくなるという虞がある。また、電源を切った場合、無人状態で保線用カートが自走するという虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、台車の軽量化と簡素化を図り、作業性の良好な保線用カートを提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る保線用カートは、車軸に連結された車輪を有し軌道上を走行する台車と、これら車軸毎に設けられ駆動伝達手段を通じて回転駆動力を車軸に出力する電動モータと、台車に着脱自在に取り付けられ、電動モータに電力を供給するバッテリと、バッテリから電動モータに供給される電力を切断可能に制御するとともに電動モータの回転駆動力を可変に制御する駆動制御手段とを備え、各電動モータを同期させて回転駆動させることを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る保線用カートでは、車軸に連結された車輪を有し軌道上を走行する台車と、これら車軸毎に設けられ駆動伝達手段を通じて回転駆動力を車軸に出力する電動モータと、台車に着脱自在に取り付けられ、電動モータに電力を供給するバッテリと、バッテリから電動モータに供給される電力を切断可能に制御するとともに電動モータの回転駆動力を可変に制御する駆動制御手段とを備え、各電動モータを同期させて回転駆動させることにより、電動モータは車軸毎に設けられるので、各電動モータを小型化することができ、台車が軽量化される。

本発明の請求項２に係る保線用カートは、電動モータを直流ブラシレスモータにより、バッテリをリチウムイオンバッテリによりそれぞれ構成したことを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る保線用カートでは、電動モータを直流ブラシレスモータにより、バッテリをリチウムイオンバッテリによりそれぞれ構成したことにより、台車は１台のバッテリで走行され、電力はバッテリの直流のまま直流ブラシレスモータに供給され、インバータを設ける必要がない。台車の前後にそれぞれ設けられた車軸毎に直流ブラシレスモータを１台ずつ設けるようにしているので、複数のモータで走行性能を確保すればよく、直流ブラシレスモータを小型化することができる、

本発明の請求項３に係る保線用カートは、台車には、常時車輪を制動し操作グリップの回動操作により車輪の制動を解除する第１のブレーキと、制動ペダルの操作により車輪の制動を行う第２のブレーキとを設けたことを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係る保線用カートでは、台車には、常時車輪を制動し操作グリップの回動操作により車輪の制動を解除する第１のブレーキと、制動ペダルの操作により車輪の制動を行う第２のブレーキとを設けたことにより、無人状態で保線用カートが自走することがなく、また、万一、電気系統にトラブルがあっても、電気系統とは独立に車輪を制動することができ、作業の安全性が向上する。

本発明に係る保線用カートでは、車軸に連結された車輪を有し軌道上を走行する台車と、これら車軸毎に設けられ駆動伝達手段を通じて回転駆動力を車軸に出力する電動モータと、台車に着脱自在に取り付けられ、電動モータに電力を供給するバッテリと、バッテリから電動モータに供給される電力を切断可能に制御するとともに電動モータの回転駆動力を可変に制御する駆動制御手段とを備え、各電動モータを同期させて回転駆動させるようにしたので、台車を簡素化して軽量化することができ、作業性が向上する効果がある。

図１は本発明の一実施例に係る保線用カートを示す斜視図である。（実施例１）図２は図１の保線用カートの正面図である。図３は図１の保線用カートの平面図である。図４は図１の保線用カートの側面図である。図５の（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１の保線用カートの側面図である。図６は図１の保線用カートの制御系統を示す電気ブロック図である。図７は図１の保線用カートの駆動制御装置を示す一部破断斜視図である。

保線用カートの軽量化を図り作業性を向上させるという目的を、車軸の両端に連結された車輪を有し軌道上を走行する台車と、これら車軸毎に設けられ駆動伝達手段を通じて回転駆動力を車軸に出力する電動モータと、台車に着脱自在に取り付けられ、電動モータに電力を供給するバッテリと、バッテリから電動モータに供給される電力を切断可能に制御するとともに電動モータの回転駆動力を可変にかつ正逆自在に制御し、各電動モータを同期させて回転駆動させる駆動制御手段とを備えて構成し、車軸を台車の前後にそれぞれ設けるとともに、電動モータを直流ブラシレスモータにより、バッテリをリチウムイオンバッテリによりそれぞれ構成し、台車には、常時車輪を制動し操作グリップの回動操作により車輪の制動を解除する第１のブレーキと、制動ペダルの操作により車輪の制動を行う第２のブレーキとを設けたことにより実現した。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は、本実施例に係る保線用カートを示す斜視図である。本実施例に係る保線用カート２は、図１に示すように、軌道３上を走行する車輪４Ａ、４Ｂを有する台車５と、台車５に設けられた座席６Ａ、６Ｂと、台車５の前方側に設けられた手摺り７とを備えている。車輪４Ａ、４Ｂはそれぞれ、台車５の前後にそれぞれ回動自在に支持された前方側車軸８Ａと後方側車軸８Ｂとに連結される。

台車５には、駐車用ブレーキ（第１のブレーキ）１０と制動ブレーキ（第２のブレーキ）２０とが設けられる。駐車用ブレーキ１０は、図５の（Ａ）に示すように、前方側車軸８Ａに固定されたブレーキディスク１１とこのブレーキディスク１１をブレーキパッドで挟み付けるブレーキキャリパ１２とを備えている。ブレーキキャリパ１２はオペレイティングレバー１３を介してブレーキロッド１４に連結され、ブレーキロッド１４の他端は引っ張りスプリング１５を介して台車５側に取り付けられる。ブレーキロッド１４は台車５側に配設されたリンク機構１６を介してブレーキワイヤ１７に接続され、ブレーキワイヤ１７の他端は操作グリップ１８に連結される。駐車用ブレーキ１０は、常時、引っ張りスプリング１５によりブレーキロッド１４が引っ張られてブレーキキャリパ１２を動作させ車輪４を制動させるようになっている。そして、操作グリップ１８が回動操作されてブレーキワイヤ１７が引っ張りスプリング１５の引っ張り力に抗して引っ張られると、リンク機構１６がブレーキロッド１４を押し出してオペレイティングレバー１３を揺動させ、ブレーキキャリパ１２を非動作位置に保持し、車輪４の制動を解除するようになっている。このように、駐車用ブレーキ１０は、常時前輪側の車輪４Ａを制動し操作グリップ１８の回動操作によりこれら前輪４Ａの制動を解除するようになっている。

制動ブレーキ２０は、駐車用ブレーキ１０とは逆に、常時車輪４を非制動状態に保持し、制動ペダル２５の踏み込み操作により車輪４を制動するようになっている。すなわち、制動ブレーキ２０は、図５の（Ｂ）に示すように、後方側車軸８Ｂに固定されたブレーキディスク２１とこのブレーキディスク２１をブレーキパッドで挟み付けるブレーキキャリパ２２とを備えている。ブレーキキャリパ２２はオペレイティングレバー２３を介してブレーキワイヤ２４に接続され、ブレーキワイヤ２４の他端は制動ペダル２５に連結される。制動ペダル２５は、台車５の前方側に弾発復帰可能に設けられ、足で踏む込むと、ブレーキワイヤ２４が引っ張られてブレーキキャリパ２２を動作させ後輪４Ｂを制動するようになっている。足を制動ペダル２５から離すと、制動ペダル２５は元に位置に復帰し、後輪４Ｂの制動が解除されるようになっている。

ところで、本実施例に係る保線用カート２は、図１ないし４に示すように、前方側車軸８Ａと後方側車軸８Ｂとのそれぞれに、チェーン３３、３４を介して直流ブラシレスモータ（電動モータ）３１、３２が連結される。前方側直流ブラシレスモータ３１はチェーン３３を通じて回転駆動力を前方側車軸８Ａに、後方側直流ブラシレスモータ３２はチェーン３４を通じて回転駆動力を後方側車軸８Ｂにそれぞれ伝達するようになっている。台車５には、座席６Ａ、６Ｂの下方に駆動制御装置３６が取り付けられる（図６および図７参照）。この駆動制御装置３６には、台車５の後方側から取り外し自在にリチウムイオンバッテリ（バッテリ）３５が搭載される。リチウムイオンバッテリ３５は、例えば、本実施例では、４８Ｖ、３０Ａｈの能力を有するもので、駆動制御装置３６を介して直流ブラシレスモータ３１、３２に電力を供給するようになっている。また、リチウムイオンバッテリ３５は、容量が低下すると、台車５から取り外し、家庭用商用電源（ＡＣ１００Ｖ）からバッテリ充電器５０（図６参照）を介して充電されるようになっている。

駆動制御装置３６は、図６に示すように、主電源スイッチ３７と、この主電源スイッチ３７に端子部３８を介して電気的に接続されるとともに、前後の各直流ブラシレスモータ３１、３２にそれぞれ電気的に接続されるコントローラ３９、４０と、主電源スイッチ３７に端子部３８を介して電気的に接続されるとともに、スイッチ付きスロットル４１と前照灯４２と警報器４３とにそれぞれ電気的に接続される制御電源ボックス４４とを備えている。符号４５、４６はそれぞれ、主電源ランプとモータスタートランプである。駆動制御装置３６は、スイッチ付きスロットル４１の操作により両モータ３１、３２を同期させてオン・オフさせるとともにバッテリ３５からの直流電流を制御して両モータに同期させて供給するようになっている。このスイッチ付きスロットル４１は、操作グリップ１８と一体に構成される。すなわち、操作グリップ１８の非操作位置（復帰位置）では、駐車用ブレーキ１０が制動状態となっているとともに、スイッチ付きスロットル４１はオフ状態に保持されている。そして、操作グリップ１８を所定の回転角度で回動操作すると、駐車用ブレーキ１０の制動が解除されるとともに、スイッチ付きスロットル４１はオンに切り替わり、さらに操作グリップ１８を回すとスロットル信号がコントローラ３９、４０に送信され両直流ブラシレスモータ３１、３２の回転数を上げるようになっている。そして、操作グリップ１８から手を離すと、操作グリップ１８は徐々に元の復帰位置（非操作位置）に戻り、スイッチ付きスロットル４１はオフとなり、駐車用ブレーキ１０が制動状態となり台車５は停止するようになっている。

次に、本発明の保線用カートの動作について、上記実施例に係る保線用カート２の作用に基づいて説明する。上記実施例に係る保線用カート２は、まず、操作グリップ１８を回動操作すると、駐車の制動状態が解除され、スイッチ付きスロットル４１がオン状態となり、前後の車軸８Ａ、８Ｂ側にそれぞれ設けられた直流ブラシレスモータ３１、３２にリチウムイオンバッテリ３５から電力が供給され、操作グリップ１８の回転角度に応じて直流ブラシレスモータ３１、３２の回転駆動力が制御される。直流ブラシレスモータ３１、３２が同期して回転駆動すると、回転駆動力は前後の各チェーン３３、３４を介して前後の車軸８Ａ、８Ｂに伝達され車輪４Ａ、４Ｂが転動する。こうして台車５は進行方向に前進する。停止する際には、制動ペダル２５を踏み込み制動ブレーキ２０を動作させるとともに、操作グリップ１８を逆に回して復帰位置に戻し、スイッチ付きスロットル４１をオフにしてスイッチを切り、モータ３１、３２への電力供給を停止する。そして、操作グリップ１８から手を離すと、駐車用ブレーキ１０が動作して、台車５は停止する。足を制動ペダル２５から離しても、駐車用ブレーキ１０により台車５は常に制動状態となっているので、作業員が台車５から離れても、自走する虞がなく、安全に作業を行うことができる。また、両モータ３１、３２は停止状態となっているものの、制御電源ボックス４４のスイッチ（図示せず）により前照灯４２を灯したり警報器４３をならすことができるようになっている。また、制御電源ボックス４４の前後進切り換えスイッチ（図示せず）により、前進だけでなく後進もできるようになっている。

このように、本実施例に係る保線用カート２では、直流ブラシレスモータ３１、３２をそれぞれ前後の車軸８Ａ、８Ｂ毎に設けているので、各モータ３１、３２を小型軽量化することができる。また、バッテリも従来の鉛電池に代えて軽量で長時間電力を供給可能なリチウムイオンバッテリ３５により構成したことにより、カート全体の重量を軽量化することができる。従って、二人の作業員で容易に保線用カート２を持ち上げることができ、他の作業員の助けを借りることなく、軌道上でカート２を持ち上げ前後の方向を変えることができる。また、駆動制御装置３６はリチウムイオンバッテリ３５の直流電流を交流に変換することなく直流のまま制御するようにしているので、装置を簡素化することができる。さらに、上記実施例では、前後２本の車軸８Ａ、８Ｂにそれぞれモータ３１、３２を設けるようにしているがこれに限られるものではなく、各車輪毎に車軸を設けこれら車軸により小型のモータを設けるようにしてもよい。

２保線用カート
３軌道
４Ａ、４Ｂ車輪
５台車
８Ａ、８Ｂ車軸
３１、３２直流ブラシレスモータ（電動モータ）
３３、３４チェーン（駆動伝達手段）
３５リチウムイオンバッテリ（バッテリ）
３６駆動制御装置（駆動制御手段）

Claims

車軸に連結された車輪を有し軌道上を走行する台車と、これら車軸毎に設けられ駆動伝達手段を通じて回転駆動力を車軸に出力する電動モータと、台車に着脱自在に取り付けられ、電動モータに電力を供給するバッテリと、バッテリから電動モータに供給される電力を切断可能に制御するとともに電動モータの回転駆動力を可変に制御する駆動制御手段とを備え、各電動モータを同期させて回転駆動させることを特徴とする保線用カート。
電動モータを直流ブラシレスモータにより、バッテリをリチウムイオンバッテリによりそれぞれ構成したことを特徴とする請求項１に記載の保線用カート。
台車には、常時車輪を制動し操作グリップの回動操作により車輪の制動を解除する第１のブレーキと、制動ペダルの操作により車輪の制動を行う第２のブレーキとを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の保線用カート。