JP7157965B2 - 線路保守用車両 - Google Patents

Description

本発明は、枕木の状態を修正して線路の保守を行う線路保守用車両に関する。

線路の保守、特に、タンピング作業を行う線路保守用車両の技術としては、例えば、特許文献１に記載されている技術のものがある。なお、タンピング作業とは、枕木の下に敷き詰められたバラスト（砕石）を突き固める作業である。
特許文献１に記載されている線路保守用車両は、先行する事前設定装置が検知した情報を用いて枕木の状況を確認し、事前設定装置に追従して走行しながら、事前設定装置が確認した枕木の状況に応じてタンピング作業を行う。

特開平１０－２６６１０７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、タンピング作業を行うために、線路保守用車両に先行する事前設定装置が必要であるため、構成が複雑化するという問題点がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、独立してタンピング作業を行うことが可能な線路保守用車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、レールを支持する枕木の下に敷き詰められた砕石を突き固めるタンピング作業を行う線路保守用車両であり、タンピング部と、種別記憶部と、深さ制御部を備えている。タンピング部は、砕石を突き固める。種別記憶部は、予め設定したレール上の基準位置からの距離に関連付けて、枕木の種別に関する情報を記憶している。深さ制御部は、種別記憶部が記憶している種別に関する情報に応じて、枕木に対し、タンピング部を砕石へ挿入するタンピング深さを制御する。

本発明の一態様によれば、予め設定したレール上の基準位置からの距離に関連付けて記憶している、枕木の種別に関する情報に応じて、一つ一つの枕木に対し、タンピング部を砕石へ挿入するタンピング深さを個別に制御することが可能となる。
これにより、線路保守用車両に先行する構成を必要とせずに、独立してタンピング作業を行うことが可能な、線路保守用車両を提供することが可能となる。

本発明の第一実施形態における線路保守用車両の構成を表すブロック図である。 線路保守用車両の構成を表す図である。 タンピング部の構成を表す図である。 タンピング部が砕石を突き固める動作を表す図である。 予め設定した位置から枕木までの距離に関連付けた枕木の種別を表すテーブルである。 制御部の構成を表すブロック図である。

図面を参照して、本発明の第一実施形態を以下において説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係や、各層の厚さの比率等は、現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
さらに、以下に示す第一実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質や、それらの形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。また、以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。よって、例えば、紙面を９０度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を１８０度回転すれば「左」が「右」になり、「右」が「左」になることは勿論である。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１から図６を用いて、第一実施形態の構成を説明する。
線路保守用車両１は、砕石（バラスト）を突き固めるタンピング作業を行う車両である。砕石は、レールを支持する枕木の下に敷き詰められている。
また、図１中に表すように、線路保守用車両１は、走行部１０と、リフティング部２０と、タンピング部３０と、コンパクタ部４０と、種別記憶部５０と、制御部６０を備えている。

図２中に示すように、走行部１０は、車輪Ｗを備えており、電車が走行するレール２の上を走行可能である。なお、図２における上方は、鉛直方向の上方である。同様に、図２における下方は、鉛直方向の下方である。
また、走行部１０は、車輪Ｗの回転数を含む情報信号を、制御部６０へ送信する。
リフティング部２０は、制御部６０から入力を受けた情報信号に応じて、レール２と枕木３を持ち上げる機能を有している。

タンピング部３０は、図３中に示すように、一対のレール２に対し、それぞれ幅方向の両側に配置されたタンピングツール３１ａ～３１ｄを備えている。
また、タンピング部３０は、制御部６０から入力を受けた情報信号に応じて、図４中に示すように、砕石４を突き固める機能を有している。なお、図４中では、タンピング部３０の構成を簡略化して図示している。
具体的に、タンピング部３０は、リフティング部２０が持ち上げた（こう上させた）状態の枕木３に対し、振動させることで砕石４の突き固めを行い、砕石４によって枕木３を保持させる作業を行う。
コンパクタ部４０は、制御部６０から入力を受けた情報信号に応じて、枕木３の端部を締め固めることで、枕木３が横方向に動かない様に、砕石によって枕木３に横方向の抵抗を与える機能を有している。

第一実施形態では、一例として、コンパクタ部４０が、線路保守用車両１を前方から見て、枕木３の左側に配置される左コンパクタ（図示せず）と、枕木３の右側に配置される右コンパクタ（図示せず）を備える場合について説明する。
種別記憶部５０は、予め設定したレール２上の基準位置からの距離に関連付けて、枕木３の種別に関する情報を記憶している。
基準位置からの距離は、例えば、走行部１０による走行距離に応じて算出する。
第一実施形態では、一例として、枕木３の種別に関する情報が、枕木３の厚さと、タンピング作業が不可能であるか否かの情報と、曲線のレール２を支持する枕木３と、伸縮継目を形成する枕木３を含む。
基準位置からの距離に関連付けて記憶している枕木３の種別は、例えば、図５中に示すテーブルで表される。

図５中に示すように、基準位置からの距離としては、基準位置（例えば、レール２に設定した起点）から枕木３までの距離を、メートル単位で記憶している。
また、図５中に示すように、種別記憶部５０が記憶している枕木３の種別に関する情報によって、「０」から「４」の分類を設定している。
分類「０」は、厚さが通常の枕木３（ＰＣ３号、ＰＮＤ用）を示す分類である。
分類「１」は、タンピング作業が不可能である枕木３（支障：地上子、横断ケーブル、踏切、継目等）を示す分類である。
分類「２」は、曲線のレール２を支持する枕木３を示す分類である。
分類「３」は、分類「２」よりも湾曲度合いが大きい曲線のレール２を支持する枕木３を示す分類である。
分類「４」は、伸縮継目を形成する枕木３を示す分類である。
なお、種別記憶部５０が、基準位置からの距離に関連付けて、枕木３の種別に関する情報を記憶する際には、ＤＯＧＧシステムと呼称される機能を用いる。

ＤＯＧＧシステムの機能としては、ＧＰＳ（全地球測位システム）を用いて現在地を常に計測し、タンピング部３０の現在位置とタンピング作業を行う作業位置とが一致しているか否かを照合する機能がある。また、ＤＯＧＧシステムの機能としては、埋設ケーブルや地上子等の線路構造物を、線路保守用車両１のオペレータが誤って破損させないように、作業装置を制御する機能がある。さらに、ＤＯＧＧシステムの機能としては、作業後の仕上り状態を検測し、基準値を超過している場合に、音声や表示等によって、線路保守用車両１のオペレータに報知する機能がある。また、ＤＯＧＧシステムの機能としては、レール２及び枕木３を設置している軌道の前検測を行い、補正値を自動入力する機能がある。

制御部６０は、図６中に示すように、リフト量制御部６１と、深さ制御部６２と、コンパクタ制御部６３を備えている。
リフト量制御部６１は、リフティング部２０に対し、レール２と枕木３を持ち上げる高さ（こう上量、リフト量）を含む情報信号を送信する。
なお、図示を省略しているが、線路保守用車両１は、レール２の高低に追従した三種類の検測輪（フロント検測輪、ミドル検測輪、リヤ検測輪）を備えている。
フロント検測輪は、リフティング部２０よりも、線路保守用車両１の進行方向で前方に配置されている。ミドル検測輪は、リフティング部２０とタンピング部３０との間に配置されている。リヤ検測輪は、タンピング部３０よりも、線路保守用車両１の進行方向で後方に配置されている。

そして、リフティング部２０は、フロント検測輪と、ミドル検測輪と、リヤ検測輪とが一直線長となるようにレール２を持ち上げる。
また、リフト量制御部６１は、具体的に、フロント検測輪を架空（電気的）に動かすことで、リフティング部２０を制御している。
深さ制御部６２は、種別記憶部５０が記憶している枕木３の種別に関する情報に応じて、枕木３に対するタンピング深さを算出する。そして、算出したタンピング深さを含む情報信号を、タンピング部３０に送信する。これにより、深さ制御部６２は、種別記憶部５０が記憶している枕木３の種別に関する情報に応じて、枕木３に対するタンピング深さを制御する。

タンピング深さは、タンピング部３０を砕石４へ挿入する深さである。
また、タンピング深さは、例えば、枕木３の下面から１０［ｍｍ］以上１５［ｍｍ］以下の範囲内に設定する。
深さ制御部６２は、種別記憶部５０が記憶している枕木３の種別に関する情報に応じて、枕木３に対するタンピング深さを算出する際には、例えば、分類「２」の枕木３に対し、分類「１」以外の枕木３よりも、タンピング深さを大きくする。
また、分類「１」の枕木３に対しては、タンピング作業を行わないため、タンピング深さを、分類「０」、分類「２」、分類「３」、分類「４」よりも少ない値（０［ｍｍ］を超える値）に算出する。

また、深さ制御部６２は、リフティング部２０が持ち上げている枕木３に対して種別に関する情報に応じて制御しているタンピング深さを、リフティング部２０が枕木３及びレール２を持ち上げた高さに応じて補正する。これにより、深さ制御部６２は、リフティング部２０が枕木３及びレール２を持ち上げた高さに応じて、リフティング部２０が持ち上げている枕木３に対して種別に関する情報に応じて制御しているタンピング深さを補正する。
コンパクタ制御部６３は、コンパクタ部４０に対し、枕木３の端部を締め固める強さを含む情報信号を送信する。
また、コンパクタ制御部６３は、分類「１」の枕木３と、分類「３」の枕木３に対しては、左コンパクタ及び右コンパクタを動作させない制御を行う。

（動作・作用）
図１から図６を参照して、第一実施形態の線路保守用車両１で行う動作の一例と、作用を説明する。
線路保守用車両１の使用時には、まず、線路保守用車両１を、種別記憶部５０が記憶している基準位置に移動させる。なお、線路保守用車両１の基準位置への移動は、人員による運転であっても、ＧＰＳ等を用いた自動運転であってもよい。
そして、タンピング作業を行う枕木３の位置へ線路保守用車両１を移動させる。なお、基準位置を起点とした線路保守用車両１の移動は、人員による運転であっても、ＧＰＳ等を用いた自動運転であってもよい。
その後、まず、リフティング部２０によって枕木３及びレール２を持ち上げる。そして、リフティング部２０が持ち上げた状態の枕木３に対し、この枕木３の種別に関する情報（分類）に応じてタンピング深さを制御して、タンピング部３０によってタンピング作業を行う。さらに、タンピング部３０によって突き固めを行った砕石４に対し、コンパクタ部４０によって、枕木３の端部を締め固める。

次に、分類「１」以外に分類されている枕木３の位置へ、線路保守用車両１を前進させる。その後、上述した枕木３と同様、リフティング部２０によって枕木３及びレール２を持ち上げ、タンピング部３０によってタンピング作業を行い、コンパクタ部４０によって枕木３の端部を締め固める作業を行う。これらの作業を、予め設定した区間の枕木３に対して行う。
なお、上述した第一実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した第一実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（第一実施形態の効果）
第一実施形態の線路保守用車両１であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（１）砕石４を突き固めるタンピング部３０と、予め設定したレール２上の基準位置からの距離に関連付けて枕木３の種別に関する情報を記憶している種別記憶部５０と、タンピング部３０を砕石４へ挿入するタンピング深さを制御する深さ制御部６２を備える。これに加え、深さ制御部６２が、種別記憶部５０が記憶している種別に関する情報に応じて、枕木３に対するタンピング深さを制御する。
このため、予め設定したレール２上の基準位置からの距離に関連付けて記憶している枕木３の種別に関する情報に応じて、一つ一つの枕木３に対し、タンピング部３０を砕石４へ挿入するタンピング深さを、個別に制御することが可能となる。
その結果、線路保守用車両１に先行する構成を必要とせずに、独立してタンピング作業を行うことが可能な、線路保守用車両１を提供することが可能となる。

（２）枕木３及びレール２を持ち上げるリフティング部２０を備える。これに加え、深さ制御部６２が、リフティング部２０が枕木３及びレール２を持ち上げた高さに応じて、リフティング部２０が持ち上げている枕木３に対して種別に関する情報に応じて制御しているタンピング深さを補正する。
その結果、リフティング部２０が枕木３及びレール２を持ち上げた高さを考慮して、リフティング部２０が持ち上げている枕木３に対するタンピング深さを制御することが可能となり、タンピング部３０による突き固め能力の低下を抑制することが可能となる。

（３）種別記憶部５０が記憶している枕木３の種別に関する情報に、枕木３の厚さを含む。
その結果、枕木３の厚さに応じて、タンピング深さを適切に制御することが可能となる。
（４）種別記憶部５０が記憶している枕木３の種別に関する情報に、タンピング作業が不可能であるか否かの情報を含む。
その結果、タンピング作業が不可能である枕木３に、オペレータの指示に関わらず、自動的にタンピング作業を行わないため、埋設ケーブルや地上子等の線路構造物を、オペレータが誤って破損させることを防止することが可能となる。

（５）種別記憶部５０が記憶している枕木３の種別に関する情報に、曲線のレール２を支持する枕木３を含む。
その結果、レール２の湾曲度合いに応じて、タンピング深さを適切に制御することが可能となる。
（６）種別記憶部５０が記憶している枕木３の種別に関する情報に、伸縮継目を形成する枕木３を含む。
その結果、伸縮継目を形成するレール２の構成に応じて、タンピング深さを適切に制御することが可能となる。

１…線路保守用車両、２…レール、３…枕木、４…砕石、１０…走行部、２０…リフティング部、３０…タンピング部、３１…タンピングツール、４０…コンパクタ部、５０…種別記憶部、６０…制御部、６１…リフト量制御部、６２…深さ制御部、６３…コンパクタ制御部、Ｗ…車輪

Claims (6)

1. レールを支持する枕木の下に敷き詰められた砕石を突き固めるタンピング作業を行う線路保守用車両であって、
   前記レールの上を走行可能である走行部と、
   前記砕石を突き固めるタンピング部と、
   予め設定した前記レール上の基準位置からの距離である前記走行部による走行距離に関連付けて前記枕木の種別に関する情報を記憶している種別記憶部と、
   前記タンピング部を前記砕石へ挿入するタンピング深さを制御する深さ制御部と、を備え、
   前記深さ制御部は、前記種別記憶部が記憶している前記種別に関する情報に応じて前記枕木に対する前記タンピング深さを制御することを特徴とする線路保守用車両。
2. 前記枕木及び前記レールを持ち上げるリフティング部を備え、
   前記深さ制御部は、前記リフティング部が前記枕木及び前記レールを持ち上げた高さに応じて、前記リフティング部が持ち上げている前記枕木に対して前記種別に関する情報に応じて制御している前記タンピング深さを補正することを特徴とする請求項１に記載した線路保守用車両。
3. 前記種別に関する情報は、前記枕木の厚さを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載した線路保守用車両。
4. 前記種別に関する情報は、前記タンピング作業が不可能であるか否かの情報を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した線路保守用車両。
5. 前記種別に関する情報は、曲線の前記レールを支持する前記枕木を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載した線路保守用車両。
6. 前記種別に関する情報は、伸縮継目を形成する前記枕木を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載した線路保守用車両。

Images