JP7286900B2

JP7286900B2 - 転車台

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Publication number: JP7286900B2
Application number: JP2019081842A
Authority: JP
Inventors: 昭男古川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2039-04-23
Also published as: JP2020179944A

Description

本発明は、貨車に積まれた石炭や鉄鉱石等を下ろす機構を備えた転車台に関する。

石炭や鉄鉱石等を積んだ貨車から荷を下ろす際、バックホウやクラムシェルを用いて荷台の石炭や鉄鉱石等を粗方下ろした後、作業員によって残った石炭や鉄鉱石等をシャベル等で下ろす方法が多く見られる。しかしながら、このような方法では機械による作業の他に人の手による作業も加わり、多くの時間と経費が掛かっていた。

ところで、ダンプカーは荷台のみが傾動することにより積まれた石炭や鉄鉱石等を下ろすことができる一方で、鉄道車両である貨車において同様の方法を実行する場合、貨車自体に荷台が傾動する機構を設ける必要があり、貨車の大型化や重量の増大が懸念される。加えて、仮に貨車がレールごと傾動したとしても、貨車をレール上で滑動させないためには何らかの装置でもって固定させる必要がある。

そこで本発明では上記事情に鑑み、貨車の車輪軸をレール間で固定することができる貨車ロック装置を用いて、シーソーのような動作によって固定された貨車ごとレールを傾動させる機構を備え、積載された石炭や鉄鉱石等をスムーズに下ろすことができる転車台を提供することを目的とする。

積載した石炭や鉄鉱石等を貨車から下ろす機構を備えた転車台であって、前後の車輪が所定位置に定置された際に降下装置によって降下し、貨車を沈み込ませる分断レールと、左右のレール間に配置されている貨車ロック装置と、前記レールと前記分断レールと前記貨車ロック装置とを載置している転板と、前記転板を傾動させる回転軸と、前記転板の傾動を阻止している転板ロックエッジと、貨車の進行方向側先端に設けられ、転板の傾動により回動して開閉するゲートとを具備し、前記転板上に進入した貨車の車輪が分断レール上で停止すると、分断レールと共に貨車ごと前記貨車ロック装置上に降下し、前記貨車ロック装置によって車軸が保持されると前記転板の傾動を阻止していた転板ロックエッジが解除され、貨車の自重によって回転軸を中心に進行方向側に傾動するように構成されたことを特徴とする。

前記貨車ロック装置は、車軸受台の短辺方向に設けられた略半円形の溝である軸受部と、前記軸受部の内側に設けられた軸緩衝材と、前記車軸受台上の長辺方向を移動する車軸ロック板と、前記車軸ロック板を押し出す車軸ロック用油圧シリンダーと、前記車軸ロック板と前記車軸ロック用油圧シリンダーを支持するロック板支持部材と、前記車軸ロック板の先端を挿入するロック板受部とを具備し、前記車軸受台上に貨車が降下すると、車軸が前記軸受部に嵌入し前記軸緩衝材と接触して、前記車軸ロック板は前記車軸ロック用油圧シリンダーに押し出されて前記ロック板受部に挿入されるように構成されたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、貨車が自身の重さにより傾動することで、従来のクラムシェルやバックホウをはじめとした機械的な動力や人力による作業を必要とせずに、貨車に積載された石炭や鉄鉱石等を貯留施設へと吐出することができる。

請求項２に記載の発明によれば、貨車の車軸が軸受部に嵌まり込んでいて、且つ、車軸ロック板が軸受部に蓋をするような構成となっているため、貨車が傾いても分断レール上で貨車の車輪が滑動することなく、貨車を固定することができる。

本発明の転車台の縦断面図である。本発明の転車台を進行方向側から見た際の正面図である。本発明の実施の形態にかかる貨車ロック装置の斜視図である。本発明の実施の形態にかかる転車台を上から見たときの平面図である。本発明の実施の形態にかかる貨車の降下を横から見たときの概略図である。貨車が貨車ロック装置上で降下した時の手順を示した概略図である。本発明の転車台が貨車ごと傾動した時の概略図である。（ア）はゲートが閉じているときの斜視図であり、（イ）はゲートが開いたときの斜視図である。電磁石を用いて分断レール上に取付けられた車輪止め装置の斜視図であり、（ア）は車輪止めが分断レール上に載置されている様子を示しており、（イ）は車輪止めが車輪止め装置の基部上に引き込まれた時の様子を示している。油圧シリンダーを用いて分断レール上に取付けられた車輪止め装置の斜視図であり、（ア）は車輪止めが分断レール上に載置されている様子を示しており、（イ）は車輪止めが車輪止め装置の基部上に引き込まれた時の様子を示している。本発明の転車台が傾動する構成にワイヤーとウインチを用いた場合の転車台全体の斜視図である。

本発明の転車台は図１、図２及び図４に示すように、レール８、８を上方に載置した転板１０と、転板１０を下方から支持する転板用油圧シリンダー１３及びシリンダー受板２５と、転板１０を傾斜させる回転軸１１と、転板１０が傾いてしまうのを防止する転板ロックエッジ２２及び転板受台２６と、転板ロックエッジ２２を動作させるロック用油圧シリンダー２３と、転板１０と転板受台２６の間に生じる衝撃を吸収する転板受緩衝材２７とを有しており、転板１０より下方に位置する構成はコンクリート基礎１２で囲われている。貨車１が走行するレール８は、貨車１の停止位置で車輪６、６前後の位置で切断され、独立した分断レール９、９、９、９を構成している。分断レール９は下方より降下装置２４となるレール昇降用油圧シリンダーで支持されていて、貨車１が転車台上に進入し所定の位置で停車すると、レール昇降用油圧シリンダー（降下装置２４）によって分断レール９上に車輪６が載った貨車１が降下する（図５参照）。

貨車１の先端には、図８に示すような積載した石炭や鉄鉱石等を吐出するためのゲート２が備えてある。ゲート２の内部にはゲート用油圧シリンダー５と、ゲート止めピン３と、ゲート止めピン３を嵌入するためのピン止め孔４が備えてあって、貨車１の移動時にはゲート止めピン３がピン止め孔４に嵌まり込むことでゲート２が開いてしまうのを防ぐことができる（図２参照）。石炭や鉄鉱石等の吐出時には、ゲート２に設けられた図示しないソケット用小孔にソケットを手動でセットし、ゲート用油圧シリンダー５のオイルをソケットから伸びるパイプで抜くことでゲート用油圧シリンダー５を作動させ、ゲート止めピン３をピン止め孔４から引き抜いてゲート２のロックを解除する。その後、貨車１が傾斜することでゲート２の自重により図８（イ）のように蓋部分が開くため、貨車１内部の石炭や鉄鉱石等をスムーズ且つスピーディーに吐出することが可能となる。なお、このゲート２は後付けで設置することができるため、従来の貨車であってもゲート２を取付けることで本発明の利用が可能となる。

また、レール８、８の間には貨車１の車輪６を固定させる貨車ロック装置１４が備えられている。貨車ロック装置１４は図３及び図６に示すように、土台となる車軸受台１５に車軸７を嵌め込むため断面形状略円形の軸受部１９と、軸受部１９の内側に設けられた軸緩衝材２０と、車軸７が軸受部１９から外れないよう固定する車軸ロック板１７と、車軸ロック板１７を嵌め込むロック板受部２１と、車軸ロック板１７を動作させる車軸ロック用油圧シリンダー１６とを備えている。車軸ロック板１７と車軸ロック用油圧シリンダー１６の接続部は球関節状となっており（図６参照）、これにより転車台の動作時において貨車１の重量が車軸ロック板１７に掛かった際、その可動性をもってして車軸ロック用油圧シリンダー１６との接続部が壊れるのを防ぐことができる。加えて、この球関節状の接続部と車軸受台１５の間にはロック板支持部材１８が設けられており、車軸ロック用油圧シリンダー１６のロッドを伸ばしても、車軸ロック板１７とロッドの重みで車軸ロック用油圧シリンダー１６との接続部を傷めないようにすることができる（図６（イ）～（ウ）参照）。

また、転車台が傾斜している際に貨車１を固定するもう一つの装置として、各車輪６の進行方向側に取付ける車輪止め装置２８を用いる。この車輪止め装置２８は図９に示すように、土台となる基部３５上にモーター３０と、モーター３０の回転数をある程度まで落とす変速機３１と、モーター３０と変速機３１で接続された固定台３３と、固定台３３と隣接して備えられた壁状の移動制御壁３４と、分断レール９上に進入した車輪６と接触させて貨車１の進行を止める車輪止め２９と、変速機３１、固定台３３及び車輪止め２９を連接させる角ネジ３２を有している。分断レール９上に貨車１が進入した際、図示していない電磁石が基部３５の側面に設けてあって、図９に示すように基部３５の側面を分断レール９に接触させることにより、電磁石によって分断レール９に車輪止め装置２８を取付けることができる。その後、モーター３０が回転すると変速機３１によってモーター３０の回転数が幾分落とされ、角ネジ３２へと回転力が伝わることで角ネジ３２が回転する。

変速機３１の内部には何れも図示していないが、モーター３０の回転力を角ネジ３２に伝えるため、モーター３０と接続されたモーターギヤと、そのモーターギヤと歯合し回転数をおおよそ３分の１に落とすための減速ギヤと、減速ギヤと歯合し回転数を維持した状態で角ネジ３２を回転させる角ネジギヤを有している。また、角ネジギヤは一対の図示しないスラストベアリングで挟持されており、変速機３１の内部で生じる摩擦によって角ネジギヤの回転速度が減少するのを防ぐ役割を持つため、角ネジギヤはその回転数を落とすことなくモーター３０から伝わる動力を角ネジ３２へと伝えることができる。角ネジギヤの中心は、角ネジ３２と歯合するめねじとなっており、角ネジギヤが回転すると回転の向きによって角ネジ３２が変速機３１の外側へ突出したり、固定台３３側に挿入されたりするため、図９（ア）及び（イ）に示すように、この角ネジ３２が当着されている車輪止め２９も角ネジ３２の動作につられて分断レール９と基部３５の間を移動することができる。この時車輪止め２９は、分断レール９の上面と基部３５の上面を摺動可能としてあって、移動制御壁３４に沿うようにして分断レール９と基部３５の間を摺動するため、モーター３０の振動によってぶれることなく確実に分断レール９上へ移動することができる。

なお、車輪止め装置２８は、図１０のようにその動力をモーター３０ではなく車輪止め用油圧シリンダー３６に求めることも可能である。この場合、車輪止め２９にはネジではなく角棒状のシャフト３７が当着しており、シャフト３７が固定台３３を貫通しレバー３８へと取付けられている。このレバー３８は、中心を移動制御壁３４に固定することにより移動制御壁３４を支点、車輪止め用油圧シリンダー３６を力点、車輪止め２９に当着しているシャフト３７を作用点とした梃子のように動作することができる。車輪止め用油圧シリンダー３６のロッドが伸びれば、図１０（ア）のように車輪止め２９が分断レール９上に移動し、ロッドが縮めば（イ）のように車輪止め２９は基部３５上に移動することができる。

以下より、本発明の転車台の動作を説明する。
まず、図１及び図４に示した白抜き矢印の方向に貨車１が転車台上へ進入してくると、貨車１の車輪６が分断レール９上に乗るよう貨車１の停車位置を調節する。貨車１の停車後、ゲート２にゲート用油圧シリンダー５のオイルを抜くためのパイプが連結されたソケットを手動にてセットし（パイプとソケットは何れも図示しない）、ゲート用油圧シリンダー５を作動させる。この時、ソケットとパイプは本転車台の近傍に設置されており、作業員は貨車１の停車後すぐにソケットをゲート２へセットできるものとしている。その後、ゲート２にセットされたソケットとパイプから、ゲート用油圧シリンダー５内のオイルを抜くことでゲート用油圧シリンダー５のロッドを短縮させて、ゲート止めピン３をピン止め孔４から引き抜いてゲート２のロックを解除する。そして、車輪止め装置２８を分断レール９に取付け、車輪６を固定した後レール昇降用油圧シリンダー（降下装置２４）で貨車１と分断レール９を降下させ、図５（イ）の状態にする。

図５（イ）のように貨車１の車体が降下すると、車輪６の車軸７が貨車ロック装置１４に設けられた軸受部１９に嵌入する（図６（ア）～（イ）参照）。軸受部１９には軸緩衝材２０が設けられており、車軸７が嵌入した際の衝撃を吸収することができる。また、軸受部１９は進行方向側に凹みを有しており、転車台の動作時に貨車１が傾斜することでこの凹みに車軸７が嵌まり込み、より貨車１を安定させることができる。

車軸７が軸受部１９に嵌入した後、車軸ロック用油圧シリンダー１６が作動し、シリンダーのロッドが伸張すると車軸ロック板１７と、ロック板支持部材１８が押し出され、軸受部１９に蓋をするように車軸ロック板１７の先端部分がロック板受部２１へと挿入される（図６（イ）～（ウ）参照）。これにより、車軸７は軸受部１９と車軸ロック板１７の間に納まるため、貨車１を貨車ロック装置１４上に固定することができる。本発明において車軸ロック板１７には特殊鋼を用いており、貨車１の重量が車軸ロック板１７に掛かっても壊れにくくすることが可能である。

貨車１が不動状態となり安定すると、転板用油圧シリンダー１３のロッドをわずかに伸長し、転板１０を少し持ち上げて転板ロックエッジ２２と転板１０の間に隙間を設ける。すると、転板ロックエッジ２２に取付けられた転板ロック用油圧シリンダー２３のロッドが短縮し、転板ロックエッジ２２が約９０度回転して転板１０の底面から外れ、転板１０のロックが解除される。

転板１０およびゲート２のロック解除後、転板１０の中心からやや後方に設けられた回転軸１１と貨車１に積載された石炭や鉄鉱石等の重みによって、シーソーのように転板１０は貨車１ごと進行方向側に傾動する（図７参照）。この時、転板用油圧シリンダー１３によって転板１０の傾動は緩やか且つ静かに行われ、貨車１が傾動することでゲート２の蓋部分が開放されて、積載していた石炭や鉄鉱石等を図示しない石炭や鉄鉱石等の貯留施設へと吐出することができる。なお、貨車１の傾斜角度はおおよそ６０度～７０度である。

石炭や鉄鉱石等を吐出後、空になった貨車１が乗った転板１０を転板用油圧シリンダー１３にて元の高さよりやや高い位置まで持ち上げ、転板ロックエッジ２２を転板１０の底面側に差し込み、転板１０が傾かないようにロックする。転板１０を元の高さまで持ち上げると、ゲート２の蓋部分が閉じるため、ゲート止めピン３でロックする。その後、車軸ロック板１７をロック板受部２１から引き抜いて車軸７のロックを解除し、レール昇降用油圧シリンダー（降下装置２４）にて分断レール９ごと貨車１を持ち上げる。
レール８の高さまで持ち上げられた貨車１は、そのまま前進し転板１０から退去して次の貨車が進入するスペースを空けることができる。

以上の動作を各々スイッチ一つで動作できるよう配線を行い、それぞれのスイッチを集約した転車台の操作装置を作成すれば、作業員は操作装置のスイッチ一つで転車台を動かすことができる。この時、操作装置は転車台の動作の様子が良く見える位置に設けられた操作室内に設置されており、作業員は基本的に操作室内にて転車台の動作を注視することになるため、転車台の動作に巻き込まれる虞が無くなる。

上述したように動作する本発明であれば、回転軸１１が転板１０の中心からやや後方にずれた位置に設けられていることにより、転板１０及び貨車１の重心が回転軸１１よりも進行方向側に偏るため、回転軸１１を中心とした進行方向回りの力のモーメントが発生し、結果として転板１０が貨車１ごと進行方向側に傾動し、事実上機械的な動力を要さずとも貨車に積載された石炭や鉄鉱石等を下ろすことができる。また、従来必要としていた人による下ろし作業も必要ないため、人件費の削減や作業の効率化を期待することもできる。

また、本発明において、転板１０を支持及び傾斜させる動力として二段油圧シリンダーを用いているが、転車台の規模によっては通常の一段の油圧シリンダーを用いても良い。
さらに、油圧シリンダーではなく図１１のようにワイヤー３９と、転板１０の側方に対向して設けられたウインチ４２、４２と、ウインチ４２を動作させるウインチ用モーター４０と、ウインチ用モーター４０の動力をウインチ４２に伝えるギヤを収めたワイヤー減速機４１を用いて転板１０を上方から吊り上げる方法としても良い。

１貨車
２ゲート
６車輪
７車軸
８レール
９分断レール
１０転板
１１回転軸
１４貨車ロック装置
１５車軸受台
１６車軸ロック用油圧シリンダー
１７車軸ロック板
１８ロック板支持部材
１９軸受部
２０軸緩衝材
２１ロック板受部
２２転板ロックエッジ
２４降下装置

Claims

積載した石炭や鉄鉱石等を貨車から下ろす機構を備えた転車台であって、
前後の車輪が所定位置に定置された際に降下装置によって降下し、貨車を沈み込ませる分断レールと、
左右のレール間に配置されている貨車ロック装置と、
前記レールと前記分断レールと前記貨車ロック装置とを載置している転板と、
前記転板を傾動させる回転軸と、
前記転板の傾動を阻止している転板ロックエッジと、
貨車の進行方向側先端に設けられ、転板の傾動により回動して開閉するゲートと、を具備し、
前記転板上に進入した貨車の車輪が分断レール上で停止すると、分断レールと共に貨車ごと前記貨車ロック装置上に降下し、前記貨車ロック装置によって車軸が保持されると前記転板の傾動を阻止していた転板ロックエッジが解除され、貨車の自重によって回転軸を中心に進行方向側に傾動するように構成されたことを特徴とする転車台。
前記貨車ロック装置は、
車軸受台の短辺方向に設けられた略半円形の溝である軸受部と、
前記軸受部の内側に設けられた軸緩衝材と、
前記車軸受台上の長辺方向を移動する車軸ロック板と、
前記車軸ロック板を押し出す車軸ロック用油圧シリンダーと、
前記車軸ロック板と前記車軸ロック用油圧シリンダーを支持するロック板支持部材と、
前記車軸ロック板の先端を挿入するロック板受部と、を具備し、
前記車軸受台上に貨車が降下すると、車軸が前記軸受部に嵌入し前記軸緩衝材と接触して、前記車軸ロック板は前記車軸ロック用油圧シリンダーに押し出されて前記ロック板受部に挿入されるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の転車台。