JP4305758B2 - 傾斜地輸送設備の車両のカム式レールブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は比較的急峻な傾斜地等に施設された走行レール（軌道）上を車両が走行して人や物を輸送する傾斜地輸送設備の車両に搭載されたカム式レールブレーキ装置に関する。

軌道上を走行する車両に設けた制動装置には、レールに作用するブレーキ装置のブレーキ力は圧縮した皿バネの弾性復元力を利用したレールブレーキ装置ある。その他の形式の制動装置には、楔効果により軌道を構成する走行レールの一部を狭持して車両を制動するブレーキ装置の技術も開示、提供されたものがある。
特開平１０−１６７６９号公報

上記したように、従来のブレーキ装置で圧縮した皿バネの弾性復元力を利用した装置では、装置の構造が大きくなり、また重量も相当重い物であった。さらに、走行レールを楔効果で狭持して車両を制動させる形式のブレーキ装置では制動が急激になる傾向にあり、車両に乗車した人や物に衝撃を与える可能性があった。本発明の課題は、比較的少ない人や物を輸送する傾斜地輸送設備の車両に設けたブレーキ装置であって、ブレーキ装置の構造が簡単かつ小型軽量で、さらに車両が緩制動となるようにしたブレーキ装置の提供を課題とする。

傾斜輸送設備の走行レールを走行する車両の台車に備えたブレーキ装置は、台車に固定した外側フレームと、該外側フレームに摺動自在に装着して走行レールに作用するブレーキブロックと、前記外側フレームとブレーキブロックとの間に挿着した圧縮バネと、前記ブレーキブロックに枢支したカム支持体と、該カム支持体に枢支したカムプレートと、該カムプレートと前記カム支持体の間に介在した弾性体と、前記外側フレームに対して前記カム支持体が回転する方向に附勢した引張バネとよりなり、前記ブレーキブロックが前記圧縮バネの復元力で前記外側フレームを摺動して前記走行レールを押圧し、前記引張バネの復元力でカム支持体を回動させることで、前記弾性体を介在してカムプレートを前記走行レールに押圧して制動動作するようにする。

さらに、カム支持体とカムの間に介在させた弾性体のばね常数はカムを回動させてカムを走行レールに押圧させるための引張バネのばね常数より小さくする。

従来のケーブルカーやリフトカーの車両に搭載されたブレーキ装置は、皿バネ等の弾性復元力により制動子が軌道（レール）を挟むことで制動動作する構造が一般的であった。この様な構造のブレーキ装置は構造が大きくなり、さらに制動が急激になる傾向があった。

上記した従来の車両に搭載されたブレーキ装置に対して、本発明のカム式レールブレーキ装置は、カムを回動動作して、始めに圧縮バネの復元力でブレーキブロック走行レールのレールプレートを押圧して制動動作が行われ、続いて、引張バネの復元力でカムを弾性体を介在してレールプレートを押圧して制動動作が行われる。この様に、本発明のカム式レールブレーキ装置は圧縮バネと引張バネによる制動力が順番に作用すると共に、引張バネによる制動は弾性体を介在して緩やかに動作する構造にしているので、車両をより緩制動で停止できるので、車両を制動する際に乗客が転倒することを防止できるので安全性が向上する効果がある。

車両を構成する台車へ本発明のカム式レールブレーキ装置を搭載する。カム式レールブレーキ装置は、圧縮バネの復元力で走行レールを押圧して制動作用を誘起するブレーキブロックと、引張バネの復元力で走行レールを弾性体を介在して押圧し、制動作用を誘起するカムとで構成し、さらに、ブレーキブロックの移動動作とカムの回動動作とを連携させる構造にする。このようにして、車両をカム式レールブレーキ装置で制動する場合は、始めに、ブレーキブロックが走行レールを押圧し、続いて、カムが緩衝体を介して走行レールを押圧することにより、車両に対する制動力を緩やかに作用させて車両を緩制動で停止させる。

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。図１は傾斜輸送設備の車両１に本発明のカム式レールブレーキ装置２０を装備した車両１の全体を図示している。傾斜輸送設備には、傾斜地に走行レール（軌道）を施設して、車両が走行レール（軌道）上をロープで牽引されて、山麓停留場と山頂停留場間を走行往復して人や物を輸送するケーブルカーやリフトカーなどが一般によく知られている。本発明はこの内で、車両の定員が比較的少なく、線路全長が１００ｍ前後と比較的短く、急勾配な傾斜輸送設備に関するものである。

図１で示すように、車両（客車）１は密閉箱型をしており、台車２には車両１の進行方向の前後に高さを変えて走行輪４，４および、狭持輪５，５が上下に対向して枢着されており、かかる走行輪４，４が走行レール（軌道）１０上を転動すると同時に、狭持輪５，５も軌道（走行レール）１０のレールプレート１１の下方を転動して車両１が走行レール（軌道）１０を走行すると共に、車両１が走行中に傾斜したり、転倒したりすることを防いでいる。

つづいて、車両１の台車２の進行方向の後部には走行中の緊急時に車両１を停止させるための本発明に係るカム式レールブレーキ装置２０が搭載されている。以下、図２、図３を用いて本発明のカム式レールブレーキ装置２０の詳細な構造を説明する。図２はカム式ブレーキ装置２０の側面図であり、図３は一部を断面にした図２の正面図である。

図２の側面図で示すように、台車２には上プレート２１ａと下プレート２１ｂおよび側プレート２１ｃ，２１ｃで縦長の枠状に形成した外側フレーム２１を装着する。かかる、外側フレーム２１の内側にはブレーキブロック２２を上下方向に摺動自在に内挿する。ブレーキブロック２２の側面視ほぼ中央付近には、軸２８を枢着し、図３の正面図で軸２８の左端側には図２で示すように略扇型に形成したカム支持体２９を固着する。かかるカム支持体２９の上方部にはカム支持軸３０で略半月状に形成されたカム２４の上部を枢着する。さらに、カム支持体２９には軸２８に対してカム支持軸３０の位置と反対側の下部には略板状のゴムや合成樹脂等の材料で形成した弾性体３１を貼着する。

つづいて、カム２４の下端部にはブラケット２５を固着延出してローラー２６をピン２７で枢着する。該ローラー２６は前記した外側フレーム２１の下プレート２１ｂ上を当接して転動するように配置する。これに対して、上プレート２１ａとブレーキブロック２２の頂部２２ｃとの間には２組の圧縮バネ２３，２３が並列にして間挿する。図３の正面視でブレーキブロック２２へ枢着した軸２８の右端側に突出した箇所にはレバー３２を固着する。即ち、図３で示すように、軸２８のブレークブロック２２を挟み、左側に固着したカム支持体２９と、前記した軸２８の右側に固着したレバー３２とは一体的に回転する。従って、カム支持体２９に枢着したカム２４およびローラー２６もブレーキブロック２２に枢着した軸２８を中心に回動する。

図３の右側に位置する前記レバー３２の上端部からは図示で右側に係止ピン３３を固着延出する。他方、外側フレーム２１の下プレート２１ｂからは長穴３６ａを穿孔した板状のガイド３６を斜め上方へ向け固着延出し、摺動ピン３５を長穴３６ａへ移動自在に挿着する。そして、前記レバー３２に固着した係止ピン３３と摺動ピン３５の間に引張バネ３４を緊張した状態で端部を係止する。この様にして、緊張した引張バネ３４の復元力によりカム支持体２９およびカム２４は軸２８を中心とする回動作用を附勢した状態にする。

つぎに、本発明の上記で説明した構造のカム式レールブレーキ装置の動作ないし作用について図４〜図１０を用いて説明する。図４で軸２８の中心を支点ａ、図示上方の引張バネ３４の一端側を係止したレバー３２の係止ピン３３の中心を支点ｂ、図示下方の引張バネの他端側を係止した移動自在な摺動ピン３５の中心を支点ｃとする。

始めに、図４は本発明のカム式レールブレーキ装置２０が動作していない状態を示す。支点ｂと支点ｃを結ぶ引張バネ３４の中心線３４ａは軸２８の中心である支点ａより右側にあり、従って、係止ピン３３と摺動ピン３５の間に張架した引張バネ３４の復元力は、カム支持体２９およびカム２４を軸２８を中心に矢印５０方向へ回動ように附勢し、かかるカム２４の先端部にブラケット２５を介して枢着したローラー２６が外側フレーム２１の下プレート２１ｂに固着されたストッパー３７に当接した状態でカム支持体２９およびカム２４の姿勢が維持される。同時に、カム支持体２９を軸２８で枢着しているブレーキブロック２２は、かかるブレーキブロック２２の頂部２２ｃと外側フレーム２１の上プレート２１ａ間に間装された並列な２組の圧縮バネ２３，２３を上方へ圧縮すると共に、ブレーキブロック２２の作用部２２ａは走行レール１０のレールプレート１１の上面から離れた状態になされて、従って、カム式レールブレーキ装置２０は制動が行われていない状態にある。

つづいて、車両１を制動する場合の本発明のカム式レールブレーキ装置２０の動作ないし作用について図５〜図１０を用いて説明する。図５で示すように、カム２１の下端部に枢着したローラー２６を引張バネ３４および圧縮バネ２３，２３の復元力に抗して、外側フレーム２１の下プレート２１ｂ上を転動させながら矢印５１方向へ力Ｆで移動させる。これにより軸２８を中心にカム支持体２９およびカム２４が矢印５２方向へ回動と同時に、軸２８およびブレーキブロック２が圧縮バネ２３，２３をさらに押圧しながら矢印５４の上方へ移動する。さらに、前記ローラー２６を矢印５１方向へ移動させて、図６に示すように、軸２８の中心に位置する支点ａと、上部の係止ピン３３の中心に位置する支点ｂ、および、摺動ピン３５の中心に位置する支点ｃとが引張バネ３４の中心線３４ａ上に並ぶ、いわゆる死点に至る。

図７に示すように、引き続き、カム２４およびカム支持体２９を矢印５２方向へ回動させながら、ローラー２６を矢印５１方向へ移動させて、前記図６で示した死点を越えると、引張バネ３４の復元力がカム２４とカム支持体２９を図４で示した向きとは反対の矢印５２方向に作用して、カム２４およびカム支持体２９はさらに矢印５２方向へ回動する。その際に、引張バネ３４の下端部を係止した摺動ピン３５はガイド３６に穿孔した長穴３６ａ内を矢印５５方向へ移動する。従って、前記したカム２４およびカム支持体２９を嵌着した軸２８および、かかる軸２８が枢支されたブレーキブロック２２は矢印５３方向に下降する。この動作で、ブレーキブロック２２の作用部２２ａが走行レール（軌道）１０のレールプレート１１の上面に当接し、外側フレーム２０の上プレート２１ａとブレーキブロック２２の頂部２２ｃとの間に挿着された２組の圧縮バネ２３，２３の復元力で押圧されて、ブレーキブロック２２と上プレート２１aの間で所定の制動力が発生する。

つぎに、図８に示すように引張バネ３４の復元力が、かかる引張バネ３４の下端側を係止した摺動ピン３５がガイド３６に穿孔した長穴３６ａの終端まで移動しながら、軸２８を中心にしてカム支持体２９およびカム２４がさらに回動してカム２４の外縁に形成した作用面２４ａが走行レール（軌道）１０のレールプレート１１の底面に力Ｐで当接する。

続いて、図９および図１０で示すように、カム支持体２９とカム２４との間で弾性体３１を引張バネ３４の復元力で矢印５６方向へ圧縮しながら、その反力がカム２４に作用してレールプレート１１を力Ｐで押圧して制動力が発生する。この様にすることで、引張バネ３４の復元力をゴムや合成樹脂等の材料で形成した弾性体３１を介在してカム２４に作用させることで押圧作用が緩やかになり、従って、制動動作も緩やかになる。

上記した様に、比較的急勾配の傾斜地に敷設して少ない人や物を輸送するための傾斜地輸送設備の車両１に装備したカム式レールブレーキ装置２０は、最初に外側フレーム２１とブレーキブロック２２の間に圧縮して挿着された２組の圧縮バネ２３，２３の復元力でブレーキブロック２２を走行レール１０のレールプレート１１に作用させ、続いて、引張バネ３４の復元力を弾性体３１を介在させてカム２４を走行レール１０のレールプレート１１に作用させることで制動力を緩やかに大きくなるようにする。こうして、車両１が走行レール（軌道）１０上を走行している間に本発明のカム式レールブレーキ装置２０が動作した場合に、車両１は緩制動で停止するので、制動の際に車両１に乗車した乗客が転倒する危険が少なくなり安全性が向上し、あるいは乗客に不快感を与えない効果がある。

本発明のカム式レールブレーキ装置を搭載した車両の側面図を示す。 本発明のカム式レールブレーキ装置の構造を説明した図３のＡ−A視側面図を示す。 本発明のカム式レールブレーキ装置の構造を一部を断面にして説明した正面図を示す。 本発明のカム式レールブレーキ装置が制動作用する前の状態を説明した側面図をしめす。 本発明のカム式レールブレーキ装置を動作開始させる状態を説明した側面図を示す。 本発明のカム式レールブレーキ装置のカムの位置が引張バネの死点にある状態を説明した側面図を示す。 本発明のカム式レールブレーキ装置のカムが引張バネの死点を越えて回動した状態を説明した側面図を示す。 本発明のカム式レールブレーキ装置のカムが走行レールのレールプレートに当接した状態を説明した側面図を示す。 本発明のカム式レールブレーキ装置のカムが走行レールのレールプレートに当接し、弾性体が圧縮された状態を説明した側面図を示す。 本発明のカム式レールブレーキ装置の制動作用が完了した状態を説明した側面図を示す。

符号の説明

１ 車両（客車）
２ 台車
３ 室内
４ 走行輪
５ 狭持輪
６ 乗客

１０ 走行レール（軌道）
１１ レールプレート

２０ カム式レールブレーキ装置
２１ 外側フレーム
２１ａ 上プレート
２１ｂ 下プレート
２１ｃ、２１ｃ 側プレート
２２ ブレーキブロック
２２ａ 作用部
２２ｂ 作用面
２２ｃ 頂部
２２ｄ 底部
２３ 圧縮バネ
２４ カム
２４ａ 作用面
２５ ブラケット
２６ ローラー
２７ ピン
２８ 軸
２９ カム支持体
３０ カム支持軸
３１ 弾性体
３２ レバー
３３ 係止ピン
３４ 引張バネ
３４ａ 中心線
３５ 摺動ピン
３６ ガイド
３６ａ 長穴
３７ ストッパー
３８ ストッパー
５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６ 矢印

ａ，ｂ，ｃ 支点
Ａ−Ａ 矢視
Ｐ，Ｆ 力

Claims (2)

1. 傾斜輸送設備の走行レールを走行する車両の台車に備えたブレーキ装置は、
   台車に固定した外側フレームと、
   該外側フレームに摺動自在に装着して走行レールに作用するブレーキブロックと
   前記外側フレームとブレーキブロックとの間に挿着した圧縮バネと、
   前記ブレーキブロックに枢支したカム支持体と、
   該カム支持体に枢支したカムプレートと、
   該カムプレートと前記カム支持体の間に介在した弾性体と
   前記外側フレームに対して前記カム支持体が回転する方向に附勢した引張バネとよりなり、
   前記ブレーキブロックが前記圧縮バネの復元力で前記外側フレームを摺動して前記走行レールを押圧し、前記引張バネの復元力でカム支持体を回動させることで、前記弾性体を介在してカムプレートを前記走行レールに押圧して制動動作するようにしたことを特徴とする傾斜地輸送設備の車両のカム式レールブレーキ装置。
2. 前記弾性体のばね常数は前記引張バネのばね常数より小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の傾斜地輸送設備の車両のカム式レールブレーキ装置。