JP4046872B2 - バラス地ならし機械装置及び軌道にバラスを敷く方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、バラス（ｂａｌｌａｓｔ）地ならし機械装置及び軌道にバラスを敷く方法に関する。前記バラス地ならし機械装置は、機械装置フレームを備えており、前記機械装置フレームは、軌道上の車台で移動できるように構成されている。バラス（ｂａｌｌａｓｔ）均し装置（ｐｌｏｕｇｈ：プラウ）と、制御手段（コントロール手段）とが、前記機械装置フレームに協働している。前記バラス均し装置（換言すれば、バラスプラウ）は、軌道にバラスを敷くことができるように前記機械装置フレームに対して駆動装置により調整可能になっている。
【０００２】
【従来の技術】
この種のバラス地ならし機械装置は、例えば、米国特許第５０９４０１８号により公知になっている。前記米国特許第５０９４０１８号において、前記バラス均し装置は、枕木の上に位置決めされた中心均し装置と、肩部均し装置とによって構成されている。前記肩部均し装置は、バラス道床の肩部の領域において、前記中心均し装置の両側に配置されている。この種のバラス地ならし機械装置は、軌道の、定められたバラス敷きのために使用される。軌道の、定められたバラス敷きにおいては、新しいバラスが、バラス貯蔵サイロを通って、バラスが非常に少ない任意の軌道セクション（軌道部分）に供給される。
【０００３】
軌道を突き固めるための機械装置が、また、米国特許第４９８６１８９号によって公知になっている。軌道を突き固めるための機械装置においては、突き固め用ツールが、前記機械装置の長手方向に対して横断方向に枢動可能になっており、これにより、特に、転てつ器セクションにおいて、突き固めに対する障害物を避けることができるようになっている。感知ユニットが、その作動方向において、前記機械装置の前に設けられている。前記感知ユニットは、複数のセンサーによって構成されている。前記複数のセンサーは、前記機械装置の横断方向において並んで配置されている。コントロールユニットによって、この感知ユニットは、駆動装置に通信可能になっており、これによって、前記突き固めユニットを垂直方向に調整し且つ前記突き固めツールを枢動できるようになっている。突き固めに対する障害物が前記感知ユニットによって確認されるとすぐに、前記適切な駆動装置が時間遅れで作動し、これによって、例えば、前記突き固めに対する障害物上に位置決めされる突き固めツールが枢動する。このようにして、突き固めに対する障害物にもかかわらず、前記軌道を突き固めるために、突き固めツールの残りと一緒に突き固めユニットを下げることができる。前記突き固めツールの各々の位置は、対応する位置センサーによって記録される。
【０００４】
隙間ゲージを感知するための非接触式の感知ユニットが装備された軌道移動機械装置が、例えば、米国特許第３７０５７７２号、ＥＰ０４８７４６５Ａ１及び米国特許第４１７９２１６号によって公知となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の目的は、軌道にバラスをより平らに敷くことができる上述したタイプのバラス地ならし機械装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本願発明のバラス地ならし機械装置によって達成される。前記バラス地ならし機械装置において、
ａ）軌道またはバラス地ならし機械装置の長手方向に対して直交する方向に伸長する実際のバラスのプロファイル（輪郭）を検出するために、バラス地ならし機械装置の作動方向において、非接触式の感知ユニットが、バラス均し装置の前に設けられており、
ｂ）位置センサーが前記バラス均し装置に接続されて、機械装置フレームに関する前記バラス均し装置の相対位置変化を検出することができ、また、
ｃ）所望のバラスのプロファイルを記憶するためのメモリーユニットが、コントロールユニットと協働している。
【０００７】
この具体的な特徴の組み合わせによって、前記バラス均し装置が使用される直前に、第１の時間の間に、前記軌道のバラスの状態を記録することができる。次いで、軌道セクションにおいて、バラスが非常に少ない状態や非常に多い状態が確認された場合、目標にされた態様でバラスを敷くことができる。位置センサーがあるために、オペレーターは、任意の時間に、例えば、モニター上の前記所望のバラスのプロファイルと前記実際のバラスのプロファイルに関して、前記バラス均し装置の位置を記録することができ、そして、要求されたように適切な調整を行うことができる。この調整は、コンピュータープログラムによって効果的に且つ自動的に行うことができる。
【０００８】
本願発明のさらに効果的な発展は、従属クレームや図面から明らかである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
バラス均し装置（ｂａｌｌａｓｔ ｐｌｏｕｇｈ：バラスプラウ）としても参照される、図１に図示されたバラス地ならし機械装置１が、機械装置フレーム３を備えている。機械装置フレーム３は、軌道上の車台２に支持されている。バラス地ならし機械装置１は、レール４と枕木５によって構成される軌道６上を移動できるように設計されている。エンジン７を使用して、駆動装置８と他の種々の駆動装置とを作動できるようになっている。
【００１０】
バラス貯蔵部９が、機械装置フレーム３に設けられている。バラス貯蔵部９は、床面（フロア面）の代わりに、フロア式コンベヤーベルト１１を備えている。フロア式コンベヤーベルト１１は、バラス地ならし機械装置１の長手方向に沿って移動し、駆動装置１０によって作動されるように構成されている。バラス地ならし機械装置１の後端には、掃除用のブラシ１４が設けられている。掃除用のブラシ１４は、駆動装置１２によって垂直方向に調整可能になっており、他の駆動装置１３によって回転可能になっている。軌道６から除去される過剰のバラスは、掃除用のブラシ１４によって、コンベヤーベルト１５を通してバラス貯蔵部９内に送り込まれる。各レール４用のそれぞれの排出用開口部１７が、バラス地ならし機械装置１の作動方向（矢印１６）に対してバラス貯蔵部９の前端に設けられている。排出用開口部１７は、バラスの排出量を制御できる駆動装置１８を備えている。
【００１１】
軌道６にバラスを敷くためのバラス均し装置２０が、２つの軌道上の車台２の間に設けられている。バラス均し装置２０は、駆動装置１９によって、垂直方向に調整可能になっている。このバラス均し装置２０は、例えば、中心均し装置２１と、肩部均し装置２２とを備えている。中心均し装置２１は、バラス地ならし機械装置１の横断方向に対して中心に配置されている。肩部均し装置２２は、中心均し装置２１の両側に位置決めされている。図２にも概略的に示された中心均し装置２１は、レール４を覆うレールトンネル部２３を備えている。中心均し装置２１を使用して、枕木５にバラスを敷くことができる。中心均し装置２１のうちレール４の間に設けられた部分は、バラスガイドプレート２４を備えている。バラスガイドプレート２４は、Ｘ形状に配置されており、別体の駆動装置によって、互いに独立して垂直方向に調整可能になっている。そのようなバラスガイドプレートは、公知になっており、例えば、バラスの流れを選択的にそらすためのものが米国特許第４２４９３２５号に開示されている。例えば、ケーブルにより作動するポテンシオメーターの形態の位置センサー２５が、設けられており、これによって、機械装置フレーム３に対するバラス均し装置２０の相対的な位置変化を検出できるようになっている。バラス道床４１の１つのバラス道床肩部２６を均すための各肩部均し装置２２が、バラス道床肩部２６に対するその角度位置を調整するための追加の駆動装置２７を備えている。それぞれの角度測定装置２８が、肩部角度αを検出できる位置センサー２５として設けられている。
【００１２】
バラス地ならし機械装置１の前端、すなわち、バラス地ならし機械装置１の作動方向の前方には、感知ユニット２９が設けられている。感知ユニット２９は、軌道またはバラス地ならし機械装置の長手方向に対して直交する方向に伸長する、バラス道床４１の実際のバラスのプロファイル（輪郭）３０（図２参照）を検出できるように非接触式の態様で作動する。バラス地ならし機械装置１の作動方向においてバラス均し装置２０に続いて、実際のバラスのプロファイル３０を検出するための他のそのような感知ユニット２９も設けられている。
【００１３】
感知ユニット２９は、例えば、レーザースキャナーによって形成することができる。前記レーザースキャナーは、その周囲を２次元的に走査（スキャン）し、パルス送信時間測定の原理で作動する。このために、パルスレーザービームが放射される。前記パルスレーザービームがバラスの対象物や粒子（粒状物）に当たった場合、反射して、感知ユニット２９の受信機に記録される。パルスの放射からパルスの受信までの時間（光移動時間）は、感知ユニット２９と前記対象物との間の距離に正比例している。パルスレーザービームは、内部回転ミラーによって偏向させられ、それによって、ファン形状に走査される。前記対象物の輪郭は、受信されたパルス列から計算される。測定データは、リアルタイムで利用できるようになっている。
【００１４】
特に、図３で明らかなように、２つの感知ユニット２９、バラス均し装置２０の駆動装置１９、２７及びその位置センサー２５は、コントロールユニット３１と通信可能になっている。コントロールユニット３１は、所望のバラスのプロファイル３３（図２の一点鎖線参照）を記憶するメモリーユニット３２と互いに整合的に作用している。さらに、下記の装置も、コントロールユニット３１と通信可能になっている。すなわち、距離センサー３４と、モニター３５と、キーボード３６と、プリンター３６と、映像及び／又は音響警報装置３８は、コントロールユニット３１と通信可能になっている。実際のバラスのプロファイル３０と所望のバラスのプロファイル３３との間の差異を確認するための差異形成ユニット３９が、コントロールユニット３１とも協働している。コンピュータープログラム４０を用いて、バラス量の変動に関する最適位置を決定し、また、バラス均し装置２０を自動的に調整することができる。
【００１５】
バラス地ならし機械装置１が作動するとき、実際のバラスのプロファイル３０は、バラスを敷く直前に、前方の感知ユニット２９の補助で感知され、シフトレジスタ（桁送りレジスター）に一時的に記憶される。前方の感知ユニット２９とバラス均し装置２０との間の距離に対応するいくつかの数のパルスが、距離センサー３４によって発生されるとすぐに、前記記憶された実際のバラスのプロファイル３０が、モニター３５に送信すされる。そこで、前記記憶された所望のバラスのプロファイル３３がその上に重ねられ、レールの頂部が共通の基準地点として受け入れられる。これと平行して、位置センサー２５によって記録されたバラス道床４１に対する中心均し装置２１及び２つの肩部均し装置２２の現在の位置が、モニター３５上に表示される。オペレーターは、そのとき、実際のバラスのプロファイル３０と所望のバラスのプロファイル３３との間の視覚的に検出可能な差異にしたがって、肩部均し装置２２の角度調整、バラス均し装置２０全体の垂直方向の調整、またはバラスガイドプレート２４の適切な位置決めを手動で制御することができ、これによって、最適且つ平坦にバラスを敷くことができる。あるいは、コンピュータープログラム４０の補助により、この制御を自動的に行うようにしてもよい。
【００１６】
例えば、差異形成ユニット３９によって、過剰のバラス道床（バラスト道床）が右側のバラス道床肩部で確認された場合、２つの肩部均し装置２２とバラスガイドプレート２４とを自動的に制御することによって、過剰のバラスは、右側のバラス道床肩部から左側のバラス道床肩部にそらされる（または、流用される）。距離センサー３４により、バラス地ならし機械装置１が移動した距離を測定することによって、バラスの不足量または過剰量を連続的に計算することができる。これをするために、差異形成ユニット３９によって決定される、実際のバラスのプロファイル３０と所望のバラスのプロファイル３３との間の差異の領域が、形成され、バラス地ならし機械装置１が移動し測定された距離と掛け合わせられる。バラス不足が許容限界（または、公差限界）を越えた場合、駆動装置１８が自動的に作動して、バラス貯蔵部９の排出用開口部１７が開放される。このようにして、軌道の左側半分及び／又は右側半分に必要な追加のバラスが適切に供給される。
【００１７】
バラス均し装置２０の操作方向の前方で、バラス道床のプロファイルが記録されることから、測定によって記録された障害物、例えば、カテナリー（ｃａｔｅｎａｒｙ：吊り線）マスト、転てつ器のコントロールユニット、活レール（ｌｉｖｅ ｒａｉｌ）なども記録でき、また、前記障害物の近くに設けられた掃除用のブラシ１４または均し装置の一部の適切な垂直方向調整を、自動的に行うことができる。
【００１８】
後方の感知ユニット２９を用いる場合、バラス地ならし機械装置１の操作使用後に実際のバラスのプロファイル３０を感知し、それを上述した態様で所望のバラスのプロファイル３３と比較することによって、バラス均し装置２０を操作使用することによって実際に実行される軌道６のバラス敷きを記録することが可能である。その結果は、プリンター３７を用いることによって便宜上記録できる。不足または過剰のバラスを示す測量（調査）も、効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、軌道にバラスを敷くための調整可能なバラス均し装置を備えたバラス地ならし機械装置の側面図である。
【図２】図２は、バラス均し装置を簡略化して表示すると共に、実際のバラスのプロファイル上に重ねられた所望のバラスのプロファイルを図示している。
【図３】図３は、実際のバラスのプロファイルを検出するための非接触式の感知ユニットの、簡略化したネットワークのレイアウト（配置図）を図示している。
【符号の説明】
１ バラス地ならし機械装置 ２ 軌道上の車台
３ 機械装置フレーム ４ レール
５ 枕木 ６ 軌道
７ エンジン ８ 駆動装置
９ バラス貯蔵部 １０ 駆動装置
１１ フロア式コンベヤーベルト １２ 駆動装置
１３ 駆動装置 １４ 掃除用のブラシ
１５ コンベヤーベルト
１６ バラス地ならし機械装置の作動方向
１７ 排出用開口部 １８ 駆動装置
１９ 駆動装置 ２０ バラス均し装置
２１ 中心均し装置 ２２ 肩部均し装置
２３ レールトンネル部 ２４ バラスガイドプレート
２５ 位置センサー ２６ バラス道床肩部
２７ 駆動装置 ２８ 角度測定装置
２９ 後方の感知ユニット ２９ 前方の感知ユニット
３０ 実際のバラスのプロファイル ３１ コントロールユニット
３２ メモリーユニット ３３ 所望のバラスのプロファイル
３４ 距離センサー ３５ モニター
３６ キーボード ３７ プリンター
３８ 映像及び音響警報装置 ３９ 差異形成ユニット
４０ コンピュータープログラム ４１ バラス道床

Claims (6)

1. 軌道上の車台（２）で移動できるように設計された機械装置フレーム（３）を備え、軌道（６）にバラスを敷くことができるように、機械装置フレーム（３）に対して駆動装置（１９）により調整可能なバラス均し装置（２０）と、コントロールユニット（３１）とが、前記機械装置フレーム（３）と協働する、バラス地ならし機械装置（１）において、
   ａ）軌道またはバラス地ならし機械装置の長手方向に対して直交する方向に伸長する実際のバラスのプロファイルを検出するために、バラス地ならし機械装置の作動方向において、非接触式の感知ユニット（２９）が、バラス均し装置の前に設けられており、
   ｂ）位置センサー（２５）が、前記バラス均し装置（２０）に接続されて、機械装置フレーム（３）に対する前記バラス均し装置（２０）の相対位置変化を検出することができ、また、
   ｃ）所望のバラスのプロファイル（３３）を記憶するためのメモリーユニット（３２）が、前記コントロールユニット（３１）と協働していることを特徴とするバラス地ならし機械装置。
2. 請求項１に記載のバラス地ならし機械装置において、モニター（３５）が、前記コントロールユニット（３１）に協働しており、これによって、前記感知ユニット（２９）によって検出される前記実際のバラスのプロファイル（３０）と、その上に重ねられる前記所望のバラスのプロファイル（３３）と、また、前記実際のバラスのプロファイル（３０）に対するバラス均し装置（２０）の現在の位置とを表示できることを特徴とするバラス地ならし機械装置。
3. 請求項１または２に記載のバラス地ならし機械装置において、バラスの不足または過剰を表す、前記実際のバラスのプロファイル（３０）と前記所望のバラスのプロファイル（３３）との間の差異を検出するための差異形成ユニット（３９）が、距離センサー（３４）に接続された前記コントロールユニット（３１）に協働しており、バラス量の変動に対する前記バラス均し装置（２０）の最適位置を決定するためのコンピュータープログラム（４０）が設けられていることを特徴とするバラス地ならし機械装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のバラス地ならし機械装置において、前記バラス地ならし機械装置（１）の作動方向において前記バラス均し装置（２０）に続いて、前記実際のバラスのプロファイル（３０）を検出するための第２の感知ユニット（２９）が設けられており、前記所望のバラスのプロファイル（３３）からの予想ずれ量を検出するための差異形成ユニット（３９）が、設けられていることを特徴とするバラス地ならし機械装置。
5. バラス均し装置（２０）によって、軌道にバラスを敷くための方法であって、
   前記バラスを敷く直前に、前記バラス道床（４１）の実際のバラスのプロファイル（３０）が、非接触の態様で感知され、前記バラス道床（４１）の所望のバラスのプロファイル（３３）と継続的に比較され、
   前記バラス均し装置（２０）が、前記実際のバラスのプロファイル（３０）の横断面と前記所望のバラスのプロファイル（３３）の横断面との間の差異に応じて、制御されることを特徴とする軌道にバラスを敷くための方法。
6. 請求項５に記載の軌道にバラスを敷くための方法において、前記バラス道床（４１）の前記実際のバラスのプロファイル（３０）は、前記バラス敷きの直後に追加的に感知され、前記所望のバラスのプロファイル（３３）と比較されることを特徴とする軌道にバラスを敷くための方法。

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