JP2012131250A - 車体高さ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軌道上での作業性を向上することができる車体高さ制御装置を提供する。
【解決手段】車輪と鉄輪１２とを有する軌陸両用車の車体高さ制御装置３である。
そして、車体高さ制御装置３は、伸縮することで鉄輪１２を張出又は格納するアクチュエータ１３と、鉄輪１２が格納位置より下方かつ全張出位置より上方の低床位置となるようにアクチュエータ１３を保持する保持手段４と、を備えている。
さらに、車体には、近接センサ３５−３７が設置されるとともに、鉄輪１２を有する軌道走行部２２には、少なくとも低床姿勢で近接センサ３５−３７に近接する被検出体３２−３４が設置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体高さ制御装置に関する。

従来から、鉄道の保守や点検のために鉄道軌道と自動車道の両方を走行するために鉄輪と車輪を備える軌陸両用車が使用されている。

軌陸両用車は、踏み切りなどの自動車道が鉄道軌道と交差する場所において、転車台で車体を持ち上げた状態で車輪よりも下に鉄輪を張り出し、鉄輪によって鉄道軌道上を走行する。

このような軌陸両用車として、例えば特許文献１には、支持部材と車輪（鉄輪）支持手段と伸縮シリンダとを備え、車輪支持手段を通常位置（張出位置）よりも下方の下動位置まで付勢する付勢手段が設けられている軌道走行装置が開示されている。

この軌道走行装置によれば、すべての鉄輪が軌道に接しつづけるため、車体の前後左右にある軌道走行用車輪のうちの一輪が軌道から離れてしまうことを防止できる。

ところで、軌陸両用車では、軌道走行姿勢は道路走行姿勢と比べて軌道走行装置を張り出している分だけ車両高さが高くなる。そのため、荷台、工具箱、操作レバー等の位置も高くなり作業しにくくなるという問題があった。

特許第３７５４２０３号公報

一方、特許文献１の軌道走行装置は、曲線部を走行する際に鉄輪が浮かないように車輪を付勢するものの、通常位置よりも下方の途中位置で車体重量を支持して姿勢を保持できるものではなかった。

そこで、本発明は、軌道上での作業性を向上することができる車体高さ制御装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の車体高さ制御装置は、車輪と鉄輪とを有する軌陸両用車の車体高さ制御装置であって、伸縮することで前記鉄輪を張出又は格納するアクチュエータと、前記鉄輪が格納位置より下方かつ全張出位置より上方の低床位置となるように前記アクチュエータを保持する保持手段と、を備えることを特徴とする。

このように、本発明の車体高さ制御装置は、鉄輪が格納位置より下方かつ全張出位置より上方の低床位置となるようにアクチュエータを保持する保持手段を備えている。

この構成によれば、保持手段を用いて軌道上での車体の高さを低くすることで、荷台、工具箱、操作レバーの位置が低くなるため、積み込み作業や機器の操作がしやすくなる。

軌陸両用車の全体構成を説明する側面図である。 全格納時の車体高さ制御手段の構成を拡大して説明する側面図である。 油圧系統の構成を説明する油圧図である。 全張出時の車体高さ制御手段の構成を拡大して説明する側面図である。 低床時の車体高さ制御手段の構成を拡大して説明する側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（全体構成）
まず、図１用いて本実施例の車体高さ制御装置３を備える軌陸両用車としての軌陸両用カーゴクレーン１の全体構成を説明する。なお、本発明は、軌陸両用カーゴクレーン１だけでなく、軌陸両用車であれば、軌陸両用高所作業車、軌陸両用ラフテレーンクレーン、軌陸両用ダンプなどにも適用できる。

本実施例の軌陸両用カーゴクレーン１は、図１に示すように、四角形の枠状に形成される車体１０と、車体１０の前後左右に設置される車輪１１，・・・と、車体１０の前後左右にあって車輪１１，・・・の車両後方側に設置される鉄輪１２，・・・と、この鉄輪１２，・・・を設置・格納するアクチュエータとしての伸縮シリンダ１３，・・・と、車体１０の中央前寄りに旋回自在、起伏自在、伸縮自在に設置されるクレーン１４と、車体１０の後方に配置される荷台１５と、作業時に転倒を防止する左右一対のアウトリガ１６，１６と、車体１０の前方に配置されるキャブ１７と、車体１０を浮上させて回転させる転車台１８と、を備えている。

車体１０は、鋼材によって枠状に形成されるもので、下部にはプロペラシャフトや車輪１１や鉄輪１２などの機器が設置されるとともに、それらの機器と干渉しないように転車台１８が配置されている。

車輪１１は、軌陸両用カーゴクレーン１が自動車道を走行する際に用いられるもので、エンジンによって駆動される。車輪１１は、鉄輪１２を格納した状態よりも下に張り出している。

鉄輪１２は、軌陸両用カーゴクレーン１が鉄道軌道を走行する際に用いられるもので、ＰＴＯ(Power Take Off)に接続された油圧ポンプで発生される油圧によって駆動される。この鉄輪１２は、後述する鉄輪張出機構２の伸縮シリンダ１３を伸縮することによって、張出又は格納される。

そして、鉄輪１２は、格納姿勢では車輪１１より上に位置することで、車輪１１による走行を可能とし、全張出姿勢では車輪１１より下に位置することで、鉄輪１２による走行を可能としている。

加えて、本実施例では、鉄輪張出機構２に車体高さ制御装置３（図２参照）を追加することで、鉄輪１２は低床姿勢では車輪１１より下に位置するものの全張出姿勢の鉄輪１２の位置よりは上に位置する。

転車台１８は、車体１０に固定された図示しない一対の転車シリンダ、転車シリンダの下端に取り付けられた上板、上板に相対的に水平回転自在に取り付けられた下板、などによって構成される。

そして、自動車道から鉄道軌道へと載線する際には、転車台１８を用いて車体１０を持ち上げる。具体的には、車体１０を鉄道軌道間の正確な位置に配置し、下板の向きを鉄道軌道に直交するように回転させ、転車シリンダを伸長して車体１０を浮かせつつ自動車道から車輪１１を浮かせ、浮上した車体１０を旋回させて方向転換し、転車シリンダを短縮して転車台１８を収納しつつ鉄輪１２を張り出して鉄道軌道上へ載せる。

（鉄輪張出機構の構成）
次に、図２を用いて鉄輪張出機構２の構成について説明する。本実施例の鉄輪張出機構２は、主に、車体１０に取り付けられるフレーム２１と、鉄輪１２を有する軌道走行部２２と、伸縮することで鉄輪１２を張出又は格納する伸縮シリンダ１３と、によって構成されている。なお、ここでは車体１０の前方の鉄輪張出機構２を例として説明するが、後方でも略同様の構成となる。

フレーム２１は、鋼材によって腕状に形成されるもので、上端近傍は車体１０に固定され、下端近傍には回転軸２５が設けられて軌道走行部２２を回動自在に支持する。加えて、フレーム２１の下部の前向き側面には、第１のピン孔５２が形成されたボス５４が突設されている。

さらに、フレーム２１には、下部の側面に３つの近接センサ３５−３７が設置されている。具体的には、格納姿勢を検知する近接センサ３５は前方寄りに下向きに設置され、全張出姿勢を検知する近接センサ３７は後方寄りに下向きに設置され、低床姿勢を検知する近接センサ３６はそれらの中間に側方向きに設置される。

近接センサ３５−３７は、磁場の変化を捉えることで金属製の被検出体３２−３４を検知する非接触式のセンサであり、被検出体３２−３４の存在を検知するとコントローラ（不図示）に通知する。

ここにおいて、格納姿勢とは鉄輪１２が最上部まで回動して完全に格納されている姿勢であり、全張出姿勢とは鉄輪１２が最下部まで回動して完全に張り出されている姿勢であり、低床姿勢とは鉄輪１２が格納位置より下方かつ全張出姿勢の鉄輪１２の位置よりは上方に位置している姿勢である。さらに、各姿勢における鉄輪１２の位置を格納位置、全張出位置、低床位置というものとする。

このうち低床姿勢は、規則によって定められている車両限界を考慮して、可動部分がレールから所定距離だけ離れるように決定される。ただし、低床姿勢は、低速で移動する場合には車両限界を超えないように設定し、停車して作業する場合には車両限界を超えるように設定することもできる。

軌道走行部２２は、鉄道軌道を走行する鉄輪１２と、鉄輪１２の回転軸を受ける軸受部２４と、左右の軸受部２４を一体に連結するタイロッド２６と、鉄輪１２を回転駆動する油圧モータ２７と、を備えている。

このうち軸受部２４は、鉄輪１２を挟むように配置された二枚の鋼板によって形成されるもので、上端近傍の中央部が回転軸２５を介してフレーム２１に取り付けられている。さらに、軸受部２４の前寄りにはアクチュエータとして伸縮シリンダ１３が取り付けられているため、伸縮シリンダ１３を伸縮することで回転軸２５を中心として軸受部２４が回動する。加えて、軸受部２４には、低床姿勢で第１のピン孔５２に対応する位置に第２のピン孔５３が形成されている。

さらに、軸受部２４には、格納姿勢と低床姿勢と全張出姿勢それぞれの姿勢で近接センサ３５−３７に近接する３つの被検出体３２−３４が配置されている。具体的には、格納姿勢で近接センサ３５に近接する位置に被検出体３２が配置され、全張出姿勢で近接センサ３７に近接する位置に被検出体３４が配置され、低床姿勢で近接センサ３６に近接する位置に被検出体３３が配置される。

伸縮シリンダ１３は、油圧制御によって伸縮駆動する油圧シリンダであり、上部はフレーム２１に回動自在に取り付けられ、下部は軌道走行部２２の軸受部２４に回動自在に取り付けられる。

そして、本実施例では、ここで説明した鉄輪張出機構２に、鉄輪１２の張出量を制御することで車体１０の高さを従来よりも低い位置に保持する車体高さ制御装置３が搭載されている。

（車体高さ制御装置）
次に、図２，３を用いて車体高さ制御装置３の構成について説明する。本実施例の車体高さ制御装置３は、鉄輪１２を張出又は格納するアクチュエータとしての伸縮シリンダ１３と、鉄輪１２が格納位置より下方かつ全張出位置より上方の低床位置となるように伸縮シリンダ１３を保持する保持手段４と、を備えている。

保持手段４は、油圧制御によって伸縮シリンダ１３のストロークを所定位置に保持するもので、シリンダラインに配置された２つのチェック弁４１，４２と、上記した３箇所の被検出体３２−３４及び近接センサ３５−３７と、によって構成される。

チェック弁４１，４２は、双方向に作動油を流せるパイロット操作型の逆止弁であり、それぞれキャップ側とロッド側に配置され、互いに他方のラインから取り出したパイロット圧によって逆流を防止する。この場合、方向切換弁４３は、中立位置（停止状態）でパイロット圧が残らないようにＡＢＴ接続のものが使用される。

このように、チェック弁４１，４２を配置することで、油圧ポンプ４５を駆動したまま中間位置で長時間停止しても油漏れによって停止位置が移動してしまうことを防止している。

加えて、本実施例の車体高さ制御装置３は、低床姿勢において鉄輪１２を有する軌道走行部２２を車体１０に対して固定する固定手段５をさらに備えている。固定手段５は、低床姿勢において、軌道走行部２２と車体１０のフレーム２１の相対位置を固定し、フレーム２１から軌道走行部２２へ軌陸両用カーゴクレーン１の重量を伝達して支持するように形成されている。

具体的には、固定手段５として、車体１０のフレーム２１には第１のピン孔５２が形成されるとともに、鉄輪１２を有する軌道走行部２２には低床姿勢で第１のピン孔５２に対応する位置に別の第２のピン孔５３が形成されて、第１のピン孔５２及び第２のピン孔５３には低床姿勢においてロックピン５１が挿入される。

すなわち、低床姿勢では、第１のピン孔５２と第２のピン孔５３の位置が重なるため、ロックピン５１を自動又は手動で連通することで、低床姿勢の状態でフレーム２１と軌道走行部２２とを固定する。

（作用）
次に、本実施例の車体高さ制御装置３が付加された鉄輪張出機構２の作用について、格納姿勢と全張出姿勢と低床姿勢のそれぞれの姿勢ごとに説明する。なお、ここでは格納姿勢から全張出姿勢を経て低床姿勢へと変化する場合について説明するが、格納姿勢から直接に低床姿勢へと変化することもできる。

（格納姿勢）
格納姿勢への過程では、図２，３に示すように、コントローラ（不図示）は方向切換弁４３を左に移動し、伸縮シリンダ１３のロッド側と油圧ポンプ４５が接続されることで伸縮シリンダ１３が縮む。

伸縮シリンダ１３が縮んで被検出体３２が近接センサ３５に近づくと、近接センサ３５が格納姿勢であることを検知する。近接センサ３５から通知を受けたコントローラは方向切換弁４３を右に移動し、伸縮シリンダ１３のロッド側及びキャップ側が油圧タンク４４に接続されることで伸縮シリンダ１３の移動が停止する。

結果として、格納姿勢では、鉄輪１２が車輪１１よりも上方に位置し、車輪１１が接地するため、車体１０の高さは最も低い状態となる。

（全張出姿勢）
全張出姿勢への過程では、図３，４に示すように、コントローラは方向切換弁４３を右に移動し、伸縮シリンダ１３のキャップ側と油圧ポンプ４５が接続されることで伸縮シリンダ１３が伸びる。

伸縮シリンダ１３が伸びて被検出体３４が近接センサ３７に近づくと、近接センサ３７が全張出姿勢であることを検知する。近接センサ３７から通知を受けたコントローラは方向切換弁４３を左に移動し、伸縮シリンダ１３のロッド側及びキャップ側が油圧タンク４４に接続されることで伸縮シリンダ１３の移動が停止する。

結果として、全張出姿勢では、鉄輪１２が車輪１１よりも下方に位置し、鉄輪１２が最も下にある状態でレールに載線されるため、車体１０の高さは最も高い状態となる。

（低床姿勢）
低床姿勢への過程では、図３，５に示すように、コントローラは方向切換弁４３を左に移動し、伸縮シリンダ１３のロッド側と油圧ポンプ４５が接続されることで伸縮シリンダ１３が縮む。

伸縮シリンダ１３が縮んで被検出体３３が近接センサ３６に近づくと、近接センサ３５が低床姿勢であることを検知する。近接センサ３５から通知を受けたコントローラは方向切換弁４３を右に移動し、伸縮シリンダ１３のロッド側及びキャップ側が油圧タンク４４に接続されることで伸縮シリンダ１３の移動が停止する。

そして、本実施例では、低床姿勢においてフレーム２１に設けた第１のピン孔５２及び軌道走行部２２に設けた第２のピン孔５３の両方を貫通するようにロックピン５１が挿入される。

結果として、低床姿勢では、鉄輪１２が格納姿勢よりも下方に位置し、かつ、鉄輪１２が全張出姿勢よりは上方にある状態でレールに載線されるため、車体１０の高さは全張出姿勢よりは低い状態となる。

（効果）
次に、本実施例の車体高さ制御装置３の効果を列挙して説明する。

（１）このように、本実施例の車体高さ制御装置３は、車輪１１と鉄輪１２とを有する軌陸両用車としての軌陸両用カーゴクレーン１の車体高さ制御装置３である。

そして、伸縮することで鉄輪１２を張出又は格納するアクチュエータとしての伸縮シリンダ１３と、鉄輪１２が格納位置より下方かつ全張出位置より上方の低床位置となるように伸縮シリンダ１３を保持する保持手段４と、を備えている。

したがって、保持手段４を用いて鉄道軌道上での車体１０の高さを低くすることで、荷台、工具箱、操作レバーの位置が低くなるため、積み込み作業や機器の操作がしやすくなる。

このように、車体１０の高さを低くするために、伸縮シリンダ１３を低床位置で保持するのは、次に示す４つの理由による。すなわち、第一に、鉄輪１２の径を小さくすると車両限界寸法に抵触してしまう、第二に、左右を連結するタイロッド２６がエンジン等と干渉しないようにする必要がある、第三に、フレーム２１が上方に出張らないようにする必要がある、第四に、車体１０からサブフレームを取り除いたうえで補強によって対処すると重量が増加してしまう、等の理由がある。

さらに、車体１０の高さを低く保持すれば、アウトリガ１６のジャッキストロークを短くすることで、軌陸両用カーゴクレーン１の車体重量を軽くし、積載重量を増やすことも可能である。

（２）また、車体１０には、近接センサ３６が設置されるとともに、鉄輪１２を有する軌道走行部２２には、少なくとも低床姿勢で近接センサ３６に近接する被検出体３３が設置される。

このように近接センサ３６及び被検出体３３の組み合わせによって、低床姿勢を正確に検知することで、鉄輪１２を正確な位置に保持することができる。

この場合、低床姿勢では、姿勢を正確に検知したうえで伸縮シリンダ１３をストロークの中間位置で長時間保持する必要があるため、保持手段４としてチェック弁４１，４２を用いることが有効である。

（３）さらに、本実施例の車体高さ制御装置３は、低床姿勢において鉄輪１２を有する軌道走行部２２を車体１０のフレーム２１に対して固定する固定手段５をさらに備えている。

このため、固定手段５によって車体１０のフレーム２１と軌道走行部２２が固定されて車体１０の重量を支持するため、低床姿勢に保持した状態のまま低速（5km/h−10km/h）での移動中に作業したりできるようになる。

この場合、低床姿勢が車両限界を超えないように設定されていれば停車して作業できるうえ低速で移動もできるが、低床姿勢が車両限界を超えるように設定されていれば移動できず停車しての作業のみできる。

以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、実施例では、保持手段４として被検出体３２−３４及び近接センサ３５−３７とチェック弁４１，４２とを備える場合について説明したが、これに限定されるものではなく、低床姿勢に保持できるものであればどのような構成であってもよい。

また、実施例では、格納姿勢と全張出姿勢と低床姿勢の３位置に被検出体３２−３４及び近接センサ３５−３７を配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、機械的な停止機構があれば、格納姿勢と全張出姿勢の位置の被検出体３２，３４及び近接センサ３５，３７は必要ない。

さらに、実施例では、固定手段５として、低床姿勢において第１のピン孔５２及び第２のピン孔５３にロックピン５１が連通される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、走行する必要がない場合等には固定手段５はなくてもよい。

そして、実施例では、鉄輪１２が格納位置より下方かつ車輪１１より下方の低床位置にある場合について説明したが、これに限定されるものではなく、低床位置は格納位置より下方であればよく、必ずしも車輪１１より下方である必要はない。例えば、鉄道軌道に車輪１１を接触させて走行駆動力とするタイプの軌陸両用車の場合には、低床位置は車輪１１と同一の高さになる。

また、実施例では、固定手段５として、第１のピン孔５２及び第２のピン孔５３にロックピン５１が連通される構成について説明したが、これに限定されるものではなく、低床姿勢において相対位置の固定と荷重の支持ができる構成であればどのような構成であってもよい。

さらに、実施例では、低床姿勢として１つの姿勢を設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、低床姿勢として車両限界を超える場合と超えない場合など複数の姿勢を設定することもできる。

１ 軌陸両用カーゴクレーン（軌陸両用車）
１０ 車体
１１ 車輪
１２ 鉄輪
１３ 伸縮シリンダ
２ 鉄輪張出機構
２１ フレーム
２２ 軌道走行部
２４ 軸受部
３ 車体高さ制御装置
３２，３３，３４ 被検出体
３５，３６，３７ 近接センサ
４ 保持手段
４１，４２ チェック弁
５ 固定手段
５１ ロックピン
５２，５３ ピン孔

Claims (3)

1. 車輪と鉄輪とを有する軌陸両用車の車体高さ制御装置であって、
   前記鉄輪を張出又は格納するアクチュエータと、
   前記鉄輪が格納位置より下方かつ全張出位置より上方の低床位置となるように前記アクチュエータを保持する保持手段と、
   を備えることを特徴とする車体高さ制御装置。
2. 前記車体には、近接センサが設置されるとともに、前記鉄輪を有する軌道走行部には、少なくとも低床姿勢で前記近接センサに近接する被検出体が設置されることを特徴とする請求項１に記載の車体高さ制御装置。
3. 低床姿勢において前記鉄輪を有する軌道走行部を前記車体に対して固定する固定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体高さ制御装置。