JP4969264B2

JP4969264B2 - 軌条走行車における水平制御装置の感度鈍感化構造

Info

Publication number: JP4969264B2
Application number: JP2007034251A
Authority: JP
Inventors: 昭中田; 明日朴
Original assignee: Nikkari Co Ltd
Current assignee: Nikkari Co Ltd
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-02-15
Also published as: KR20080076664A; JP2008195309A; KR101388681B1

Description

本発明は、傾斜地等に架設された軌条上を走行する軌条走行車が急傾斜にさしかかったようなとき、傾斜させては具合が悪いエンジン等を傾動機構によってその姿勢を水平に戻すようにした水平制御装置において、それ以上傾斜させると具合が悪い、つまり、臨界傾斜を感知する感知信号を適当にスポイルして傾動機構を作動させないようにした感度鈍感化構造に関するものである。

山の斜面等に開かれた果樹園等において、収穫物や資材或いは人員等の輸送のため若しくは各種の園芸作業を行うため、麓から目的地まで地上に軌条（単軌条が多い）を架設し、この軌条に沿って走行車を走行させることがある。このような地形に敷設される軌条は、上り、下りが繰り返され、しかも、急勾配（４５°程度）のことが多い。ところで、この種の軌条走行車は、牽引車と荷台車とからなり、牽引車には駆動源として内燃機関のエンジンを備えているものが多い。したがって、エンジンがあまり傾くと、都合の悪いことが生ずる。

具体的には、この種のエンジン（４サイクル）におけるエンジンオイルは、オイル溜まりに設けたオイルをクランクロッドに連動するかき上げ機構でかき上げて供給しているから、オイルの油面が傾くとこのかき上げ機構が十分に機能しなくなり、オイルの供給不全が生じて焼付けを起こしたりする。また、燃料の供給はギャブレタから吸入する吸気によって行われるから、キャブレタの位置が燃料タンクより上の位置になったり、内部のフロートが作動不全を起したりして燃料の供給不備を起こす。さらに、燃料を燃料タンクに満杯にしていた場合にはキャップの部分から漏洩したりするから、燃料は少しずつしか入れられず、再々の燃料補給を必要とするといった事態を引き起こしていた。

そこで、本出願人は、傾斜があっても、エンジンの姿勢を常に水平に修正する水平保持構造を提案している（特許文献１）。これは、エンジンを傾動機構によって前後に傾斜できるように据え付けるとともに、傾斜を傾斜センサ又は人間の目で判断して傾動機構を作動させて水平の姿勢に戻すようにしたものである。このうち、傾斜センサで傾動機構を制御する場合には、傾斜センサがエンジンの所定の傾斜（臨界角度）を感知して感知信号をを発すると、傾動機構を作動させてエンジンの姿勢を水平に戻し、エンジンの姿勢が所定の傾斜内に収まると、傾動機構の作動を止めるものであった。

このため、傾斜センサが感知信号を発する臨界角度付近では、この角度に入ったり出たりする度に傾動機構の作動、停止が繰り返されていた。したがって、機器の作動が徒に増えるし、その割には姿勢修正もそれほど期待できるものではなかった。加えて、このような事態が頻発すると、電気部品の接点の摩耗、電動機のブラシの摩耗、可動部の機械的摩耗を来す上に、エネルギーの無駄遣いにつながる。以上はエンジンについてであるが、これが座席やキャビンであっても同様であり、更に車両そのものであっても同様であることは変わらない。
特願２０００−２６７９２０号公報

本発明は、傾斜していても不具合を来さない臨界角度以内では、傾動機構を作動させないようにして、つまり、傾斜センサの感度を鈍感にして機器の消耗やエネルギーの無駄を排したものである。

以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、軌条上を走行する軌条走行車の特定の車両又は／及び部位を傾動機構によって前後に傾斜できるようにするとともに、当該車両又は／及び部位に傾斜を感知する傾斜センサを取り付け、傾斜センサの出力で傾動機構を作動させて当該車両又は／及び部位を水平に戻すようにした軌条走行車における水平制御装置において、一定の傾斜（臨界角度）を感知すると感知信号を発する傾斜センサを中立用、上り用、下り用の三つ用意し、中立用の傾斜センサは水平に取り付け、上り用と下り用の傾斜センサは予め上り方向と下り方向に特定の予角だけ傾けて取り付けておき、上り傾斜における傾動機構は中立用と上り用の傾斜センサの感知信号のアンド状態で作動するようにし、下り傾斜における傾動機構は中立用と下り用の傾斜センサの感知信号のアンド状態で作動するようにしたことを特徴とする軌条走行車における水平制御装置の感度鈍感化構造を提供したものである。

これにおいて、本発明は、請求項２に記載した、感知信号を発する臨界角度が上り用と下り用の傾斜センサの方が中立用の傾斜センサよりも小さい手段、請求項３に記載した、軌条走行車が軌条上を牽引車が荷台車を牽引して走行する軌条走行車であるとともに、前後に傾動できるのが牽引車に設けられるエンジンであり、傾動機構がエンジンを伸縮シリンダで前後に傾動させるものである手段を提供する。

請求項１の手段によると、車両や部位が臨界角度未満の傾斜では、姿勢制御のための傾動機構が作動しない。つまり、感度を鈍感化したことになるから、徒に機器が反応して消耗したり、エネルギーの無駄遣いが排せる。また、請求項２の手段によると、予角を小さく又は必要としなくなることも可能である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る軌条走行車の側面図であるが、地上には軌条１が支柱２に支えられて一定高さで設けられている。本例の軌条１は単軌条であり、地面の傾斜に沿って目的地まで直線と曲線とをもって敷設されている。軌条１上には走行車３が載り、軌条１を案内として走行する。本例の走行車３は牽引車４と荷台車５とに分かれており、荷台車５に荷を積み、牽引車４で牽引する。この目的のために、牽引車４はフレーム６の上にエンジン７やミッション８及び各種の操作器具９類が搭載されており、荷台車５は荷を積むことができるフレーム１０を有して牽引車４に牽引棒１１で連結されている。

牽引車４、荷台車５とも、単一の軌条１に対して転倒したりすることなく載設される。図２はこれを示す運搬車３の足廻りの要部の横断面図であるが、軌条１は断面が四角形をしており、その裏面にはその幅よりも小さい幅を有するラック１２が貼設されている。牽引車４のフレーム６には、軌条１を上下から挟む支持輪１３と駆動輪１４とが取り付けられている。このうち、支持輪１３は、軌条１の上面に載る胴部１３ａと軌条１の側面にまで延びるフランジ１３ｂとからなり、また、駆動輪１４は、ラック１２に噛み合うピニオン１４ａとラック１２の両外方の軌条１の下面にあてがわれる胴部１４ｂと同じく軌条１の側面にまで延びるフランジ１４ｃとからなり、これらで軌条１を上下から挟着することで脱線等が防がれるものである。

荷台車５のフレーム１０にも上記と同じ構造を有する上輪１５と下輪１６とが設けられており、脱線等が防止される。なお、本例では、荷台車５は自走能力を必要としないものが示されており、下輪１６にはピニオンは設けられていない。ところで、以上は単一の軌条１で重量支持と走行とを図った単軌条式のものであるが、軌条１の両側に重量支持用のレールを敷設する複軌条式のものであってもよい。

以上により、エンジン７の動力で牽引車４の駆動輪１４を駆動すれば、牽引車４及び荷台車５とからなる走行車３は軌条１に沿って走行する。しかし、軌条１には前後への傾斜が形成されるのが通常であるから、このままであると、エンジン７等の姿勢が変わって種々の不具合が生ずることは上述したとおりである。そこで、軌条１に傾斜があってもエンジン７を水平に保持できるように前後に傾動可能に構成し、これを傾動機構２４によって操作できるようにしている。

図３は傾動機構２４を示す牽引車４の要部の横断面図、図４は縦断面図であるが、まずフレーム６上に左右に延びる水平な支軸１７をブラケット１８で支架し、この支軸１７でエンジン７を支持する。具体的には、支軸１７にボス１９を回動可能に嵌合し、このボス１９からアーム２０を上延してエンジン７のベース２１を支持するのである。そして、ボス１９の下方にはレバー２２を突出させ、このレバー２２にフレーム６に固定した伸縮シリンダ（本例では電動シリンダ）２３を連結しておくのである。これにより、伸縮シリンダ２３を伸縮させれば、エンジン７は前後に傾動できることになるから、姿勢が制御できる。なお、このときの伸縮シリンダ２３は、エンジン７に外力がかかっても、伸縮量が変わらないようにその位置でロックされることが必要である。

ところで、通常、エンジン７の動力はミッション８にベルト２６で伝動される。すなわち、エンジン７の遠心クラックを出力軸２７としてこれに設けたプーリ２８からミッション８の入力軸２９に嵌着したプーリ３０にベルト２６で伝動するが、上述した構成にすると、エンジン７が前後に傾動することでベルト２６の長さが変わってくることになって具合が悪い。そこで、本例では、上述した支軸１７にアイドルプーリ３１を取り付け、このアイドルプーリ３１をベルト２６の中継点とすることで対処している。具体的には、ベルト２６をエンジン７の出力プーリ２８とアイドルプーリ３１との間に掛け回す上流側ベルト２６Ａと、アイドルプーリ３１とミッション８の入力プーリ３０との間に掛け回す下流側ベルト２６Ｂとに分けたものである。なお、傾動機構２４としては、この他に出力軸２７そのものを支軸１７とするものであってもよい。

本発明では、上記した傾動機構２４の作動をエンジン７等に取り付けた傾斜センサ２５によって行っている。本例の傾斜センサ２５は、それ以上傾斜させると具合が悪い一定角度（これを臨界角度という）傾斜すると、接点が閉じて自動的に電気信号を発し、臨界角度以内に収まると、信号の発信を止めるもので（オムロン株式会社製の商品名Ｄ５Ｒ−１３等がある）、この感知信号を制御装置（図示省略）が読み取って伸縮シリンダ２３を所定の方向と量で伸縮させてエンジン７の姿勢を水平に戻すようにしている。具体的には、傾斜センサ２５として、±１３°の臨界角度で感知信号を発する同一のものを三つ用意し、一つを中立用の傾斜センサ２５Ａとし、残りの一つずつを上り用の傾斜センサ２５Ｂと下り用の傾斜センサ２５Ｃとして使用している。図５はこれら傾斜センサ２５の取付けの状態を示す説明図であるが、中立用の傾斜センサ２５Ａは水平に取り付けているが、上り用と下り用の傾斜センサ２５Ｂ、２５Ｃは予め７°（これを予角という）ずつ上方又は下方に傾けて取り付けている。

次に、各傾斜センサ２５Ａ〜Ｃによる傾斜の検出と傾動機構２４の駆動の関係について説明すると、図６は各傾斜センサ２５Ａ〜Ｃの作動と傾動機構２４の伸縮シリンダ２３の動きを示す説明図であるが、基本的には、伸縮シリンダ２３は、中立用の傾斜センサ２５Ａが臨界角度を感知して発する感知信号と、上り用又は下り用の傾斜センサ２５Ｂ、２５Ｃがそれぞれ臨界角度を感知して発する感知信号とがアンド状態になったときに作動するようにしている。すなわち、上り傾斜時において、軌条１が６°傾くと上り用の傾斜センサ２５Ｂは予角が７°あることから、１３°になり、これを臨界角度と感知して感知信号を発する。しかし、中立用の傾斜センサ２５Ａはまだ６°であるから、臨界角度として感知せず、感知信号は発しない。したがって、この時点では未だ伸縮シリンダ２３は作動せず（二つの傾斜センサ２５Ａ、２５Ｂの感知信号がアンド状態とならないから）、エンジン７の姿勢は修正されない。

そして、軌条１の傾斜が更に増して１３°になると、中立用の傾斜センサ２５Ａは臨界角度と感知して感知信号を発し、ここに上り用の傾斜センサ２５Ｂの感知信号とがアンド状態になる。この状態になると、伸縮シリンダ２３は縮短し、エンジン７の姿勢は水平に戻される。なお、中立用の傾斜センサ２５Ａが一度感知信号を出すと、その状態は自己保持され、上り用又は下り用の傾斜センサ２５Ｂ、２５Ｃが臨界角度を感知しなくなるまで続くようになっている。つまり、上り用の傾斜センサ２５Ｂは伸縮シリンダ２３の始動信号を発するもので、中立用の傾斜センサ２５Ａは終期信号を発すものである。したがって、エンジン７の水平姿勢への矯正はこの状態の間は続き、これによってエンジン７の姿勢が６°未満になれば、伸縮シリンダ２３は作動を止める。なお、伸縮シリンダ２３の作動停止は、軌条１の傾斜が実際に６°未満になっても行われるから、結局、エンジン７の姿勢矯正が止まるのは、姿勢が矯正されて６°未満になるか軌条１の傾斜が６°未満になったかである。

以上のことは、軌条１が下り傾斜であっても同様であり、軌条１の下り傾斜が１３°になれば、伸縮シリンダ２３は作動し、エンジン７の姿勢は水平に戻される。そして、エンジン７の姿勢が矯正されて６°未満になるか軌条１の傾斜が６°未満になれば、伸縮シリンダ２３の作動は止み、エンジン７はその姿勢に固定される。以上より、エンジン７の姿勢或いは軌条１の傾斜が±６°未満の傾斜であれば、傾動機構２４は反応せず、その間無駄な動作はしないようになっており、これを感度鈍感化構造と称しているのである。ところで、こうしたとしても、±６°程度以内の傾斜姿勢はエンジン７にとって何も問題はない。

図７〜図１０はこの状態を示す回路図であるが、上り用の傾斜センサ２５Ｂが臨界角度を感知すると、その接点を閉じてリレーＵ１のコイルＵ１に電流が流れ（図７）、その開接点ｕ１を閉じる。次いで、中立用の傾斜センサ２５Ａが臨界角度を感知すると、その接点を閉じてリレーＨ１のコイルＨ１に電流が流れ（図９）、その開接点ｈ１を閉じる。この状態になると、伸縮シリンダ２３の駆動原であるモータ（図示省略）の駆動を制御するリレーＵ２のコイルＵ２に電流が流れ、その開接点ｕ２が閉じてモータを駆動し、伸縮シリンダ２３を作動させてエンジン７の姿勢は水平に戻される。このときの中立用の傾斜センサ２５Ａの作動はリレーＵ２の開接点ｕ２で自己保持され、上り用の傾斜センサ２５Ｂが作動を止めるか下り用の傾斜センサ２５Ｃが作動するかまで続く（図１０）。

下り用の傾斜センサ２５Ｃも同様であり、臨界角度を感知すると、その接点を閉じてリレーＤ１のコイルＤ１に電流が流れ（図８）、その開接点ｄ１を閉じるし、このとき、中立用の傾斜センサ２５Ａが臨界角度を感知すると、その接点を閉じてリレーＨ１のコイルＨ１に電流が流れ（図９）、その開接点ｈ１をとじる。この状態になると、伸縮シリンダ２３の駆動原であるモータの駆動を制御するリレーＤ２のコイルＤ２に電流が流れ、その開接点ｄ２が閉じてモータを駆動し、伸縮シリンダ２３を作動させてエンジン７の姿勢は水平に戻される。このときの中立用の傾斜センサ２５Ａの作動はリレーＤ２の開接点ｄ２で自己保持され、下り用の傾斜センサ２５Ｃが作動を止めるか上り用の傾斜センサ２５Ｂが作動するかまで続く（図１０）。

以上は、本発明の基本的な形態であって、本発明はこれに限定されない。例えば、臨界角度は±１３°に限らないし、姿勢を水平に制御するのはエンジンに限らず、座席等であってもよいし、場合によっては車両全体であってもよい。また、傾動機構のアクチュエータも電動シリンダに限らず、流体圧シリンダ等であってもよい。さらに、傾斜センサの予角は、上り用、下り用とも同じ角度にしたが、異なる角度であってもよい。同様に、上り用と下り用及び中立用の傾斜センサでは、感知する臨界角度が異なるものでもよい。具体的には、上り用と下り用の傾斜センサは中立用の傾斜センサよりも臨界角度として感知する角度が小さいものであってもよく、これによれば、予角を必要としないことも可能になる。

軌条走行車の側面図である。軌条走行車の駆動輪廻りの横断面図である。軌条走行車の支持軸廻りの横断面図である。軌条走行車の支持軸廻りの横断面図である。傾斜センサ取付の模式図である。傾斜センサと傾動機構との関係を示す説明図である。傾斜センサと伸縮シリンダの作動を制御する回路図である。傾斜センサと伸縮シリンダの作動を制御する回路図である。傾斜センサと伸縮シリンダの作動を制御する回路図である。傾斜センサと伸縮シリンダの作動を制御する回路図である。

１軌条
２支柱
３走行車
４牽引車
５荷台車
６フレーム
７エンジン
８ミッション
９操作器具
１０フレーム
１１連結器
１２ラック
１３支持輪
１３ａ〃の胴部
１３ｂ〃のフランジ
１４駆動輪
１４ａ〃のピニオン
１４ｂ〃の胴部
１４ｃ〃のフランジ
１５上輪
１６下輪
１７支軸
１８ブラケット
１９ボス
２０アーム
２１ベース
２２レバー
２３伸縮シリンダ
２４傾動機構
２５傾斜センサ
２５ａ中立用の傾斜センサ
２５ｂ上り用の傾斜センサ
２５ｃ下り用の傾斜センサ
２６ベルト
２７出力軸
２８プーリ
２９入力軸
３０プーリ
３１アイドルプーリ

Claims

軌条上を走行する軌条走行車の特定の車両又は／及び部位を傾動機構によって前後に傾斜できるようにするとともに、当該車両又は／及び部位に傾斜を感知する傾斜センサを取り付け、傾斜センサの出力で傾動機構を作動させて当該車両又は／及び部位を水平に戻すようにした軌条走行車における水平制御装置において、一定の傾斜（臨界角度）を感知すると感知信号を発する傾斜センサを中立用、上り用、下り用の三つ用意し、中立用の傾斜センサは水平に取り付け、上り用と下り用の傾斜センサは予め上り方向と下り方向に特定の予角だけ傾けて取り付けておき、上り傾斜における傾動機構は中立用と上り用の傾斜センサの感知信号のアンド状態で作動するようにし、下り傾斜における傾動機構は中立用と下り用の傾斜センサの感知信号のアンド状態で作動するようにしたことを特徴とする軌条走行車における水平制御装置の感度鈍感化構造。
感知信号を発する臨界角度が上り用と下り用の傾斜センサの方が中立用の傾斜センサよりも小さい請求項１の軌条走行車における水平制御装置の感度鈍感化構造。
軌条走行車が軌条上を牽引車が荷台車を牽引して走行する軌条走行車であるとともに、前後に傾動できるのが牽引車に設けられるエンジンであり、傾動機構がエンジンを伸縮シリンダで前後に傾動させるものである請求項１又は２の軌条走行車における水平制御装置の感度鈍感化構造。