JP2012076575A - 自走式台車移動機 - Google Patents

Abstract

【課題】人力に頼ることなくリフトアップした鉄道車両から取り外した台車を台車検修場まで牽引するのに適した自走式台車移動機を提案すること。
【解決手段】自走式台車移動機１は、左駆動輪５、右駆動輪７を個別に駆動可能な左右２系統の車輪駆動機構と、これらを駆動するための左右の２系統のバッテリユニット２２、２３を備えている。バッテリユニット２２、２３は１２Ｖの汎用バッテリを複数台直列接続したものであり、多重ブースタ３１、３２によってモータ駆動電力まで昇圧している。左右の２系統の車輪駆動機構、駆動電源を備えているので、一方に故障、不具合が発生した場合であっても、他方を用いて自走式台車移動機１による台車移動作業を継続でき、作業の安全性、作業効率を高めることができる。汎用バッテリを用いることにより製造コスト、メンテナンスコストを低減できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、リフトアップした鉄道車両から取り外した台車を所定の検修場まで牽引するために用いるバッテリ搭載型の自走式台車移動機に関する。

鉄道車両の車両基地において鉄道車両の保守などを行う場合には、鉄道車両をリフトアップし、その車体の底から台車を取り外し、取り外した台車を車両の下から移動した後に、取り外した台車の代わりに車体搬送用仮台車を車体の下に配置し、当該車体搬送用仮台車に車体を載せて車体検修場まで移動させるようにしている。このような車体搬送用仮台車は特許文献１に開示されている。

これに対して車体から取り外した台車を台車研修場まで移動させる作業は人手に頼って行っている。すなわち、鉄道車両をリフトアップしてその車体の底から取り外した台車を、ローラーコンベヤを用いて台車検修場まで人手により移動している。あるいは、取り外した台車を人力によって軌道レールに沿って台車検修場まで移動している。

特開平０５−１３１９０１号公報

台車の移動作業は、リフトアップした鉄道車両の車体から取り外した台車を車体の下から取り出す作業なので危険が伴う。また、各車両から取り外した複数台の台車を台車検修場まで移動する必要があるので重労働であり、作業効率も悪い。

本発明の課題は、この点に鑑みて、人力に頼ることなく安全に、リフトアップした鉄道車両から取り外した台車を台車検修場まで牽引するのに適した自走式台車移動機を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、
リフトアップした鉄道車両の車体から取り外された台車を軌道レールに沿って台車検修場まで牽引するために用いる自走式台車移動機であって、
車体フレームと、
車体フレームの前側あるいは後側の部位に、それぞれの駆動軸が回転自在の状態で支持されている左駆動輪および右駆動輪と、
車体フレームの後側あるいは前側に配置された左従動輪および右従動輪と、
左駆動輪および右駆動輪を個別に回転駆動可能な２系統の車輪駆動機構と、
２系統の車輪駆動機構のそれぞれの駆動電源として用いるために車体フレームに搭載されている２系統のバッテリ電源とを有していることを特徴としている。

ここで、２系統の車輪駆動機構の駆動源として、左駆動輪を回転駆動するために車体フレームに搭載されている第１のギヤ付きモータ、および、右駆動輪を回転駆動するために車体フレームに搭載されている第２のギヤ付きモータを用いることができる。

また、２系統のバッテリ電源として、第１のギヤ付きモータの駆動電源として用いる複数個の１２Ｖバッテリが直列接続された構成の第１のバッテリユニットと、第２のギヤ付きモータの駆動電源として用いる複数個の１２Ｖバッテリが直列接続された構成の第２のバッテリユニットを用いることができる。汎用の１２Ｖバッテリを用いることにより、自走式台車移動機の製造コストを下げることができ、バッテリ電源の保守、バッテリ交換などを廉価に行うことができる。

汎用の１２Ｖバッテリを用いる場合には、多重ブースタを用いて、モータの駆動電力として要求される電圧までバッテリ電圧を上げるようにすればよい。このようにすれば、直列接続する１２Ｖバッテリの個数を減らすことができ、バッテリ設置スペースが少なくて済むので、自走式台車移動機の小型化、低コスト化に有利である。

また、故障時、保守点検時などにおける部品の取り外し作業を簡単に行うことができるようにするために、左駆動輪の駆動軸および右駆動輪の駆動軸は、それぞれ、車体フレームに対して締結ボルトを用いて着脱可能に取り付けられている左ベアリングボックスおよび右ベアリングボックスによって回転自在の状態で支持されていることが望ましい。このようにすれば、左右の駆動輪の取り外し、取り付けを簡単に行うことができる。

一方、台車の牽引作業を安全に行うためには、車体フレームに搭載されている操作盤と、遠隔操縦用のリモートコントローラと、操作盤およびリモートコントローラからの操縦指令に基づき、左駆動輪および右駆動輪の回転駆動制御を行うために車体フレームに搭載されている制御盤とを有していることが望ましい。

リモートコントローラによって遠隔操縦を行うことができるようにしておけば、リフトアップした鉄道車両の車体から取り外した台車を自走式台車移動機に連結した後は、リモートコントローラによって自走式台車移動機をリフトアップされた鉄道車両の下から外れた位置まで移動させることができ、作業員がリフトアップ状態の車体に下において台車の移動作業を行う必要がないので安全である。台車が車体の下から外れた位置まで移動した後は、作業員が自走式台車移動機に載って操作盤を操作することにより、遠隔操縦を行う場合よりも自走式台車移動機を円滑かつ安全に操縦できる。

本発明の自走式台車移動機は、左右の２系統のバッテリ電源と、左右の２系統の車輪駆動機構を備えている。したがって、一方の電源系統あるいは車輪駆動機構に故障、不具合が発生した場合であっても、他方のバッテリ電源および車輪駆動機構を用いて一つの駆動輪を回転駆動させることができる。よって、一方の系統が故障あるいは不具合が発生した場合でも他方の系統を用いて台車移動作業を継続して行うことができるので、作業の安全性および作業効率を高めることができる。

本発明の実施の形態に係る自走式台車移動機を示す平面図および側面図であり、モータ台車を牽引している状態を示す。 自走式台車移動機を図１の位置Ａで切断した場合の断面構成図、位置Ｂで切断した場合の断面構成図、位置Ｃで切断した場合の断面構成図、および、位置Ｄで切断した場合の断面構成図である。 自動式台車移動機の左駆動輪の部分を示す正面図、側面図および底面図である。 自走式台車移動機の左従動輪の部分を示す正面図および側面図である。 自走式台車移動機の制御系を示す概略ブロック図である。

以下に、図面を参照して本発明を適用した自走式台車移動機の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る自走式台車移動機は、新幹線車両から取り外したモータ台車を牽引して台車検修場に移動させる台車移動作業に用いるのに適している。

図１（ａ）、（ｂ）は自走式台車移動機の平面図および側面図であり、図２（ａ）〜（ｄ）は図１の位置Ａ〜Ｄで切断した部分の断面構成を示す説明図である。これらの図を参照して説明すると、自走式台車移動機１は前後方向に長い矩形枠状の車体フレーム２を備えており、車体フレーム２のフレーム左側枠２ａおよびフレーム右側枠２ｂにおける前側の部位の下面には、それぞれ、一対の左ベアリングボックス３および一対の右ベアリングボックス４が取り付けられている。例えば、これらのベアリングボックス３、４はプランマーブロックである。左ベアリングボックス３によって左駆動輪５（鉄輪）の駆動軸６が回転自在の状態で支持されており、右ベアリングボックス４によって右駆動輪７（鉄輪）の駆動軸８が回転自在の状態で支持されている。

左駆動輪５の駆動軸６の車幅方向の内側には、ギヤ付きＡＣモータ９が下向き姿勢で垂直に配置されており、駆動軸６の内側の軸端がギヤ付きＡＣモータ９の出力軸（図示せず）に連結されている。同様に、右駆動輪７の駆動軸８の車幅方向の内側には、ギヤ付きＡＣモータ１０が下向き姿勢で垂直に配置されており、駆動軸８の内側の軸端がギヤ付きＡＣモータ１０の出力軸（図示せず）に連結されている。

このように、自走式台車移動機１には、左右の２系統の車輪駆動機構が搭載されている。すなわち、左側の系統の車輪駆動機構は、左ベアリングボックス３、左駆動輪５、駆動軸６、ギヤ付きＡＣモータ９から構成されており、右側の系統の車輪駆動機構は、右ベアリングボックス４、右駆動輪７、駆動軸８、ギヤ付きＡＣモータ１０から構成されている。したがって、一方の車輪駆動機構が故障し、あるいは構成部品に不具合が発生した場合においても、他方の車輪駆動機構を用いて新幹線車両から取り外したモータ台車を牽引して台車検修場に搬送する作業を中断することなく行うことができる。

また、リフトアップした新幹線車両の下において自走式台車移動機１が故障により立ち往生してしまい、その撤去作業をリフトアップ状態の新幹線車両の下で行うという危険を伴う作業も不要になるので作業の安全性を確保できる。さらに、故障あるいは不具合の発生した側の部品のみを交換あるいは修理すればよいので、部品交換作業、修理作業を簡単に行うことができ、メンテナンス費用も低く抑えることができる。

次に、車体フレーム２のフレーム左側枠２ａ、右側枠２ｂの後側の部位の下面にも、それぞれ、一対の左ベアリングボックス１１および一対の右ベアリングボックス１２が取り付けられている。左ベアリングボックス１１によって左従動輪１３（鉄輪）の車軸１４が回転自在状態で支持されており、右ベアリングボックス１２によって右従動輪１５（鉄輪）の車軸１６が回転自在の状態で支持されている。

一方、図１から分かるように、車体フレーム２には、その後側の部位に、２系統の車輪駆動機構のそれぞれの駆動電源として用いるための２系統のバッテリ電源２１が搭載されている。２系統のバッテリ電源２１は、左側のギヤ付きＡＣモータ９の駆動電源として用いるバッテリユニット２２と、右側のギヤ付きＡＣモータ１０の駆動電源として用いるバッテリユニット２３を備えている。それぞれのバッテリユニット２２、２３は、汎用の１２Ｖ鉛バッテリを直列に複数台、本例では４台接続した４８Ｖの駆動電源である。鉛バッテリの代わりにリチウムイオンバッテリ等を用いることもできる。

本例では、この２系統の駆動用のバッテリ電源２１に加えて、更に一系統の制御用バッテリ電源２４が搭載されている。この制御用バッテリ電源２４は２個の汎用１２Ｖバッテリから構成されている。また、車体フレーム２におけるバッテリ電源２１の左側の端には、それぞれの系統のバッテリユニットを充電するための３台の充電器２５、２６、２７が搭載されている。

車体フレーム２におけるバッテリ電源２１の前側の部位には、図１および図２（ｂ）に示すように、その中央部分にバッテリ電源昇圧用の２台の多重ブースタ３１、３２が搭載されている。これらの左側には各系統のバッテリ残量を表示するためのバッテリ残量表示器３３ａおよび充電器用コードリール３３ｂが搭載されている。

次に、車体フレーム２におけるバッテリ電源２１の右側の部位には、操作盤３４および運転席３５が配置されている。運転席３５の後側の部位、すなわち、バッテリ電源２１の右側には各部の制御を司る制御盤３６が搭載されている。また、車体フレーム２のフレーム右側枠２ｂの前端側の部位には図１、図２（ａ）に示すように、パトライト３７ａおよび非常停止ボタン３８ａが配置されている。同様に、フレーム左側枠２ａの後端側の部位には図１、図２（ｃ）に示すように、パトライト３７ｂおよび非常停止ボタン３８ｂが配置されている。さらに、フレーム左側枠２ａの前端側の部位には図１、図２（ａ）に示すように、赤、緑に点灯切替可能な信号灯３９が取り付けられている。

次に、図３は左駆動輪５の部分を示す正面図、側面図および底面図である。故障時、保守点検時などにおいて、車体フレーム２から部品を取り外す作業を簡単に行うことができるようにすることが望ましい。このために、左駆動輪５の駆動軸６を回転自在の状態で支持している一対の左ベアリングボックス３は、それぞれ、車体フレーム２に対して前後２本の締結ボルト４１およびナット４２を用いて着脱可能に取り付けられている。駆動軸６の内側の軸端部は、ギヤ付きＡＣモータ９の側のギヤボックス９ａ内の出力軸９ｂに同軸状態に連結固定されている。ギヤボックス９ａは、ボルト・ナットによって、取り付け用ブラケット９ｃを介して車体フレーム２の側に着脱可能な状態で連結されている。したがって、左駆動輪５、駆動軸６、左ベアリングボックス３およびギヤ付きＡＣモータ９からなるユニットを、車体フレーム２から簡単に取り外すことができる。右駆動輪７の側も同様に構成されており、その取り外しが簡単である。

また、図４に示す正面図および側面図から分かるように、左従動輪１３の一対の左ベアリングボックス１１も前後２本のボルト・ナット１１ａ、１１ｂによって着脱可能な状態で車体フレーム２に取り付けられている。右従動輪１５の部分も同様に構成されている。このように、左右の駆動輪５、７の部分、左右の従動輪１３、１５の部分の取り外し、取り付けを簡単に行うことができるので便利である。また、部品交換時における取り外し部品の部品点数を減らすことができ、部品交換作業を効率良く行うことができ、費用も低く抑えることができる。

次に、図５は自走式台車移動機１の制御系を示す概略ブロック図である。この図に示すように、左右の車輪駆動機構を駆動するための２系統の駆動電力源および駆動制御系を備えている。すなわち、左右の車輪駆動機構を駆動するための駆動電力源として、バッテリユニット２２、２３を備えており、ここから出力される２系統の４８Ｖの直流電流の供給制御が、制御盤３６の制御回路３６ａによって切り替え制御される電力供給制御用のスイッチ３６ｂ、３６ｃによって行われる。

左側の駆動制御系では、４８Ｖの直流電流が制御盤３６のスイッチ３６ｂを介して多重ブースタ３１に供給されて、ギヤ付きＡＣモータ１０の駆動電圧である２８８Ｖまで昇圧される。多重ブースタ３１としては、例えば、株式会社ニプロン製の多重ブースタ方式ＤＣ−ＤＣ昇圧コンバータを用いることができる。昇圧後の直流電流はＤＣ−ＡＣコンバータ、例えばシリコン整流器５１を介して交流電流に変換された後にモータドライバ５２に供給される。モータドライバ５２は制御盤３６の制御の下でギヤ付きＡＣモータ９を駆動する。ギヤ付きＡＣモータ９によって左駆動輪５が回転駆動される。

同様に、右側の車輪駆動機構を駆動するための駆動電力源はバッテリ電源２１のバッテリユニット２３を備えており、ここから出力される４８Ｖの直流電流の供給制御が制御盤３６によって行われる。右側の駆動制御系では、４８Ｖの直流電流は制御盤３６のスイッチ３６ｃを介して多重ブースタ３２に供給されて、ギヤ付きＡＣモータ１０の駆動電圧である２８８Ｖまで昇圧される。昇圧後の直流電流はＤＣ−ＡＣコンバータ、例えばシリコン整流器５３を介して交流電流に変換された後にモータドライバ５４に供給される。モータドライバ５４は制御盤３６の制御の下でギヤ付きＡＣモータ１０を駆動する。ギヤ付きＡＣモータ１０によって右駆動輪７が回転駆動される。

このように、本例では、駆動電力源として、１２Ｖの汎用バッテリを直列接続した構成のバッテリユニット２２、２３を用いており、これを多重ブースタ３１、３２によってモータ駆動電力まで昇圧している。汎用の１２Ｖバッテリを用いることにより、自走式台車移動機１の製造コストを下げることができ、バッテリ電源２１の保守、バッテリ交換などを廉価に行うことができる。

また、多重ブースタ３１、３２を用いて、ＡＣモータの駆動電力として要求される電圧までバッテリ電圧を上げているので、直列接続する１２Ｖバッテリの個数を減らすことができる。したがって、バッテリ交換時の部品点数が少なくて済むのでバッテリ交換費用を低く抑えることができる。また、バッテリ設置スペースが少なくて済むので、自走式台車移動機１の小型化、低コスト化に有利である。

さらに、２系統の駆動電源および駆動制御系を備えているので、一方の系に故障あるいは不具合が発生した場合においても正常な系を用いて自走式台車移動機１を移動させることができる。よって、自走式台車移動機１がリフトアップした新幹線車両の下に立ち往生してしまった場合などにおいて作業員が危険な状態で回復作業を行う必要がない。また、故障あるいは不具合の発生した側の部品のみを交換すればよいので、部品交換作業が容易であり、メンテナンス費用も低く抑えることができる。

ここで、モータ台車の牽引作業を安全に行うためには、車体フレーム２に搭載されている操作盤３４に加えて、遠隔操縦用のリモートコントローラ５５を備えていることが望ましい。この場合には、制御盤３６は、操作盤３４およびリモートコントローラ５５からの操縦指令に基づき、左駆動輪５および右駆動輪７の回転駆動制御を行う。

この場合のモータ台車の牽引作業は次のように行うことができる。まず、図１に示すように、リフトアップした新幹線車両の車体（図示せず）から取り外したモータ台車６０（１）、６０（２）・・・を相互に連結材６１で連結すると共に、先頭のモータ台車６０（１）を連結材６２で自走式台車移動機１に連結する。

この後は、リモートコントローラ５５（図５参照）による遠隔操作によって、自走式台車移動機１をリフトアップした新幹線車両の車体の下から外れた位置まで移動させる。このようにすれば、作業員がリフトアップ状態の車体に下において自走式台車移動機１を操縦してモータ台車６０（１）、６０（２）・・・の移動作業を行う必要がないので安全である。次に、自走式台車移動機１およびモータ台車６０（１）、６０（２）・・・が車体の下から外れた位置まで移動した後は、図２（ｂ）に示すように作業員Ｐが自走式台車移動機１の運転席３５に座って操作盤３４を操作することにより、遠隔操縦を行う場合よりも自走式台車移動機１を円滑かつ安全に操縦して、台車検修場まで牽引することができる。

１ 自走式台車移動機
２ 車体フレーム
２ａ フレーム左側枠
２ｂ フレーム右側枠
３ 左ベアリングボックス
４ 右ベアリングボックス
５ 左駆動輪
６ 駆動軸
７ 右駆動輪
８ 駆動軸
９、１０ ギヤ付きＡＣモータ
９ａ ギヤボックス
９ｂ 出力軸
９ｃ 取付け用ブラケット
１１ 左ベアリングボックス
１１ａ 締結ボルト
１１ｂ ナット
１２ 右ベアリングボックス
１３ 左従動輪
１４ 車軸
１５ 右従動輪
１６ 車軸
２１ バッテリ電源
２２、２３ バッテリユニット
２４ 制御用バッテリ電源
２５、２６、２７ 充電器
３１、３２ 多重ブースタ
３３ バッテリ残量表示器
３４ 操作盤
３５ 運転席
３６ 制御盤
３６ａ 制御回路
３６ｂ、３６ｃ スイッチ
３７ａ、３７ｂ パトライト
３８ａ、３８ｂ 非常停止ボタン
３９ 信号灯
４１ 締結ボルト
４２ ナット
５１、５３ シリコン整流器
５２、５４ モータドライバ
５５ リモートコントローラ
６０（１）、６０（２） モータ台車
６１、６２ 連結材
Ｐ 作業員

Claims (7)

1. リフトアップした鉄道車両の車体から取り外された台車を軌道レールに沿って台車検修場まで牽引するために用いる自走式台車移動機であって、
   車体フレームと、
   車体フレームの前側あるいは後側の部位に、それぞれの駆動軸が回転自在の状態で支持されている左駆動輪および右駆動輪と、
   車体フレームの後側あるいは前側に配置された左従動輪および右従動輪と、
   左駆動輪および右駆動輪を個別に回転駆動可能な２系統の車輪駆動機構と、
   ２系統の車輪駆動機構のそれぞれの駆動電源として用いるために車体フレームに搭載されている２系統のバッテリ電源とを有していることを特徴とする自走式台車移動機。
2. 請求項１において、
   ２系統の車輪駆動機構は、左駆動輪を回転駆動するために車体フレームに搭載されている第１のギヤ付きモータ、および、右駆動輪を回転駆動するために車体フレームに搭載されている第２のギヤ付きモータを備えていることを特徴とする自走式台車移動機。
3. 請求項１または２において、
   ２系統の前記バッテリ電源は、第１のギヤ付きモータの駆動電源として用いる複数個の１２Ｖバッテリが直列接続された構成の第１のバッテリユニットと、第２のギヤ付きモータの駆動電源として用いる複数個の１２Ｖバッテリが直列接続された構成の第２のバッテリユニットとを備えていることを特徴とする自走式台車移動機。
4. 請求項３において、
   第１のバッテリユニットのバッテリ出力を昇圧して第１のギヤ付きモータを駆動するための駆動電圧を得るための第１の多重ブースタと、
   第２のバッテリユニットのバッテリ出力を昇圧して第２のギヤ付きモータを駆動するための駆動電力を得るための第２の多重ブースタとを有していることを特徴とする自走式台車移動機。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   左駆動輪の駆動軸および右駆動輪の駆動軸は、それぞれ、車体フレームに対して締結ボルトを用いて着脱可能に取り付けられている左ベアリングボックスおよび右ベアリングボックスによって回転自在の状態で支持されていることを特徴とする自走式台車移動機。
6. 請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
   車体フレームに搭載されている操作盤と、
   遠隔操縦用のリモートコントローラと、
   操作盤およびリモートコントローラからの操縦指令に基づき、左駆動輪および右駆動輪の回転駆動制御を行うために車体フレームに搭載されている制御盤とを有していることを特徴とする自走式台車移動機。
7. 請求項６に記載の自走式台車移動機を用いて、リフトアップされた鉄道車両の車体から取り外された台車を軌道レールに沿って台車検修場まで牽引する台車移動方法であって、
   リフトアップされた鉄道車両の車体から取り外された台車を自走式台車移動機に連結し、
   リモートコントローラによって自走式台車移動機をリフトアップされた鉄道車両の下から外れた位置まで移動させ、
   しかる後に、車体フレームに載った作業員が操作盤を操作しながら、自走式台車移動機を所定の台車検修場まで牽引することを特徴とする台車移動方法。

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