JPH11198810A - 軌道走行車両の制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 降雨・凍結時等の鉄道用レールの湿潤時であ
っても制動距離を短くすることができる軌道走行車両の
制動装置を簡単な構成で安価に得る。 【解決手段】 ブレーキ装置１３によって鉄輪１１の制
動を行ったときに鉄輪１１がロックしたことがロック検
出センサ１４によって検出されたときは、砂撒装置１２
から砂をレールＲ上に散布させる。また、非常停止スイ
ッチ１６によって鉄輪１１の制動を行ったときには、砂
撒装置１２から砂をレールＲ上に散布させるとともに、
制動力制御部１５ａが砂Ｓが散布された状態で鉄輪１１
がロックすることがない制動力にブレーキ装置１３の制
動力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軌陸作業車等の軌
道走行車両の軌道走行時における制動を行う軌道走行車
両の制動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】軌道走行車両の一例である軌陸作業車
は、タイヤ等の道路走行用車輪および鉄輪等の軌道走行
用車輪を有し、軌道走行時には軌道走行用車輪を油圧モ
ータによって駆動するようにして鉄道用レール上を走行
可能な構成としているものがある。このような軌陸作業
車においては、軌道走行時には鉄輪に取り付けられたデ
ィスクブレーキ等のブレーキ装置を用いて制動を行うよ
うにしている。

【０００３】このようなブレーキ装置によって鉄輪の制
動を行うように構成した場合、降雨等によってレールが
濡れていたり凍結したりしているレールの湿潤時には、
制動時に鉄輪がロックして回転しなくなり、鉄輪がレー
ル上をスリップして制動距離が長くなる。そこで、制動
時の鉄輪のロックを防止するために、一般の自動車に採
用されているアンチロックブレーキシステム（例えば、
「ＡＢＳ」と称されるシステム）を採用して、制動距離
を短くするようにしている軌陸作業車もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアンチロックブレーキシステムは構成が複雑で高価
であるため軌陸作業車の価格の上昇に繋がるばかりか、
このようなシステムを採用して制動時の鉄輪のロックを
防止するようにしても、レールが湿潤状態でない乾燥時
（通常状態）と比べると制動距離は長くなってしまうと
いう問題があった。

【０００５】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、降雨・凍結時等の鉄道用レールの湿潤時
であっても制動距離を短くすることができる軌道走行車
両の制動装置を簡単な構成で安価に提供することを目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る軌道走行車両の制動装置は、鉄
道用レール上の走行が可能な軌道走行用車輪（例えば、
鉄輪）を有して構成された軌道走行車両の鉄道用レール
（以下、単に「レール」と称する）上の走行時の制動を
行うものである。この制動は、軌道走行用車輪制動手段
（例えば、実施形態におけるブレーキ装置１３）によっ
て軌道走行用車輪の制動を行うとによってなされるが、
この軌道走行用車輪制動手段による制動時に軌道走行用
車輪の回転がロックした場合にはロック検出手段による
検出がなされる。

【０００７】軌道走行車両には、軌道走行用車輪の前方
におけるレール上に軌道走行用車輪とレールとの間の摩
擦を増大させるための粒状物（例えば、砂もしくは、砂
と同等の粒径、硬さを有する粒状物）を散布可能に構成
された粒状物散布手段（例えば、実施形態における砂撒
装置１２）が設けられ、ロック検出手段によって軌道走
行用車輪がロックしたことが検出されて信号が発せられ
たときには、この信号により散布制御手段（例えば、実
施形態におけるコントローラ１５内に設けられた砂撒制
御部１５ｂ）が粒状物散布手段を作動させて粒状物を散
布させるようになっている。

【０００８】このように構成された軌道走行車両の制動
装置によれば、レールが降雨や降雪等によって湿潤状態
にあったり、冬季に凍結したりすることによって軌道走
行用車輪とレールとの間の摩擦が小さくなり、制動時に
軌道走行用車輪がロックしてレール上をスリップしてし
まうような状態になった場合には、粒状物散布手段から
粒状物が散布される。このため、軌道走行用車輪とレー
ルとの間の摩擦が増大して軌道走行用車輪のロックが解
除され、軌道走行用車輪のレール上におけるスリップを
防止することができる。

【０００９】なお、ここで制動時における軌道走行用車
輪のロックとは、レール上の走行時に軌道走行用車輪の
制動を行った場合、軌道走行用車輪の回転が停止してい
るにも拘らず、軌道走行用車輪がレール上を滑ることに
よって軌道走行車両が鉄道用レール上を移動し続けてい
る状態をいう。そして、ロック検出手段は、制動操作を
行ってから軌道走行用車輪の回転が停止するまでの通常
の時間よりも極端に短い時間で回転が停止した場合や、
他の軌道走行用車輪が回転しているにも拘らずいずれか
の軌道走行用車輪の回転が停止した場合に軌道走行用車
輪がロックしていると判断するように構成されている。

【００１０】また、前記の目的を達成するために、他の
本発明に係る軌道走行車両の制動装置は、同じく粒状物
散布手段を設けた軌道走行用車両において軌道走行用車
輪制動手段による軌道走行用車輪の制動を行うものであ
るが、軌道走行車両の非常制動作動制御を行う非常制動
操作手段（例えば、実施形態における非常停止スイッチ
１６）を有して構成されている。そして、非常制動操作
手段による非常制動操作がなされたときには、この非常
制動操作手段からの信号により散布制御手段が粒状物散
布手段を作動させて粒状物を散布させるとともに、制動
力制御手段（例えば、実施形態におけるコントローラ１
５内に設けられた制動力制御部１５ａ）が軌道走行用車
輪がロックすることがない制動力に軌道走行用車輪制動
手段の制動力を制御する。

【００１１】このように構成された軌道走行車両の制動
装置によれば、軌道走行用車両を非常停止させる場合に
は必ず粒状物がレール上に散布されるため、レールが湿
潤状態等の摩擦が小さくなった状態でも、粒状物の散布
によって確実に軌道走行用車輪とレールとの間の摩擦を
大きくすることができる。

【００１２】さらに、非常制動操作手段の非常制動操作
を行って軌道走行車輪制動手段による制動を行った場合
には、作業者が任意に制動力の調整を行うことができ
ず、制動力は一定である。このため、レールが湿潤状態
にあったりして摩擦が小さくなっている場合には、粒状
物を散布させた場合でも軌道走行用車輪がロックするお
それがあるが、粒状物が散布された状態で軌道走行用車
輪がロックすることがない制動力に軌道走行用車輪制動
手段の制動力を制御すれば、粒状物が散布された状態で
の制動距離を最も短くすることができる。

【００１３】なお、上記の各軌道走行車両の制動装置に
おいては、軌道走行車両が一般の道路上の走行が可能な
道路走行用車輪（例えば、タイヤ）を有して構成された
軌陸車であっても、レール上を走行するときには軌道走
行用車輪を駆動するように構成された軌道走行車両に用
いることが好ましい。このように軌道走行用車輪を駆動
するように構成した軌道走行車両においては、軌道走行
車両の制動は軌道走行用車輪だけを制動させることによ
ってなされるため、軌道走行用車輪がロックすることに
よって生じるスリップを防止することは制動距離の短縮
に繋がる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照して説明する。まず、本発明に係る
軌道走行車両の制動装置を備えた軌陸作業車について図
２を参照して説明する。この軌陸作業車３０は、道路上
を走行するトラックをベースとして構成されているた
め、車体３１の前方には運転キャビン３６を有している
とともに車体３１の前後左右には各々タイヤ３２が配設
されている。

【００１５】車体３１の前後左右には作業時に車体３１
を安定支持するためのアウトリガジャッキ３７が設けら
れ、車体３１の下部中央には軌陸作業車３０自体を持ち
上げるためのセンタジャッキ３８が設けられている。車
体３１上には旋回自在に旋回台３３が設けられ、この旋
回台３３には先端に作業台３５が配設されて起伏、伸縮
作動が自在なブーム３４が設けられている。

【００１６】図１にも示すように、車体３１の前後のタ
イヤ３２の後方には、各々鉄輪１１が鉄輪保持フレーム
２２に回転自在に保持された状態で配設されている。鉄
輪保持フレーム２２は、車体３１に固設された支持フレ
ーム２３に対して張出および格納自在に枢支されてお
り、昇降シリンダ２１の伸縮作動を行うことにより、鉄
輪１１がレールＲ上へ張り出されたりレールＲ上方へ格
納されたりする。

【００１７】このように構成された鉄輪１１は、車体３
１の前後左右に配設されるが、前側の（前タイヤの後方
に位置する）左右の鉄輪１１にはさらに油圧モータＭが
設けられ、鉄輪１１を駆動するように構成されている。
油圧モータＭは、鉄輪保持フレーム２２の外側に取り付
けられ、その回転軸（図示せず）が鉄輪支持軸１１ａに
固着されており、油圧モータＭの回転駆動を行うことに
より鉄輪支持軸１１ａを回転させて鉄輪１１の回転駆動
を行うことができるようになっている。

【００１８】このような軌陸作業車３０によれば、セン
タジャッキ３８の伸長作動を行って車体３１を持ち上げ
た状態で昇降シリンダ２１の伸長作動を行うことによっ
て鉄輪１１をレールＲ上に張り出した後、センタジャッ
キ３８の縮小作動を行って車体３１を降ろせば図１に示
すように、鉄輪１１，１１…のみで車体３１を支持させ
ることができる。

【００１９】そして、この状態から、車体３１に配設さ
れた油圧ポンプ、制御バルブ（共に図示せず）等からな
る油圧制御装置によって油圧モータＭへの作動油の給排
制御を行うことにより、鉄輪１１を回転駆動させて軌陸
作業車３０をレールＲ上（軌道上）で走行させることが
できる。

【００２０】次に、上記のように油圧モータＭによって
回転駆動されている鉄輪１１の制動を行う軌道走行車両
の制動装置１０について説明する。軌道走行車両の制動
装置１０は、砂撒装置１２と、ブレーキ装置１３と、ロ
ック検出センサ１４と、コントローラ１５と、非常停止
スイッチ１６とを有して構成されている。

【００２１】砂撒装置１２は、砂Ｓを溜めておくホッパ
１２ａと、このホッパ１２ａの下部に配設されて、開作
動を行うことによりホッパ１２ａ内に溜められた砂Ｓを
下方に排出することができるように構成された開閉弁１
２ｂとから構成されている。この砂撒装置１２は、各鉄
輪１１の前方（車体３１の前方）における近傍であっ
て、レールＲの上方に各々配設されている。そして、開
閉弁１２ｂの開作動を行うことにより、ホッパ１２ａ内
に溜められた砂ＳをレールＲ上における鉄輪１１の前方
に散布することができるようになっている。

【００２２】ブレーキ装置１３は、鉄輪支持軸１１ａに
固着されたディスクロータ１３ａと、このディスクロー
タ１３ａを締め付けるピストンキャリパ１３ｂとから構
成されている。鉄輪支持軸１１ａには前記のように鉄輪
１１が固着されているため、ピストンキャリパ１３ｂに
よってディスクロータ１３ａの回転を停止させれば鉄輪
１１の回転を停止させて、鉄輪１１による軌道走行時の
制動を行うことができる。

【００２３】ロック検出センサ１４は、車輪支持軸１１
ａの回転数を検出可能に構成され、車輪支持軸１１ａに
対して非接触で検出が可能な渦電流式（回転磁石式）セ
ンサや、パルス検出式（周波数式）センサが用いられて
いる。そして、鉄輪支持軸１１ａの回転が急に停止した
り（制動操作を行ってから通常鉄輪１１の回転が停止す
るまでの時間よりも極端に短い時間で鉄輪１１の回転が
停止したり）、他の鉄輪１１の鉄輪支持軸１１ａが回転
しているにも拘らずいずれかの鉄輪支持軸１１ａのみの
回転が停止した場合に、鉄輪１１がロックしてレール上
を滑っている（スリップしている）と判断してコントロ
ーラ１５にロック信号を送信する。

【００２４】コントローラ１５は、砂撒装置１２の開閉
作動制御を行う砂撒制御部１５ａと、ブレーキ装置１３
を作動させて鉄輪の作動制御を行うとともにこの制動力
（ピストンキャリパ１３ｂの締付力）の調整が可能に構
成された制動力制御部１５ｂとを有して構成されてい
る。

【００２５】砂撒制御部１５ａは、ロック検出センサ１
４によって鉄輪１１がロックしていることが検出された
とき（ロック信号を受信したとき）に、開閉弁１２ｂの
開作動を行ってホッパ１２ａ内に溜められた砂Ｓをレー
ルＲ上に撒くようになっている。なお、開閉弁１２ｂの
開作動は、ロック信号を受信したときから予め定められ
た時間だけ行われるようにしたり、ロック信号を受信し
ている間は連続して行われるようにしたりされる。

【００２６】このように構成された軌道走行用車輪制動
装置１０を備えた軌陸作業車３０によれば、鉄輪１１を
駆動させててレールＲ上を走行している状態で軌陸作業
車３０を停車させるためにブレーキ操作を行った場合、
ブレーキ操作に応じた制動力でブレーキ装置１３が作動
して鉄輪１１の制動がなされる。なお、鉄輪１１の駆動
および制動制御は、運転キャビン３６に設けられたアク
セルおよびブレーキの操作によって行われるのみなら
ず、作業台３５に設けられた操作装置（図示せず）によ
っても行うことができる。

【００２７】運転キャビン３６内からブレーキ操作を行
う場合には、通常の道路走行時に用いられるブレーキペ
ダル（図示せず）を踏み込むことによってなされ、ブレ
ーキ装置１３における制動力はこのブレーキペダルの踏
み込み量に応じて変化する。また、作業台３５の操作装
置が前後方向に揺動自在な操作レバーによって構成され
たレバー式の操作装置である場合には、操作レバーを中
立位置に戻すことによってブレーキ操作がなされる。

【００２８】このようにしてブレーキ操作を行ったとき
に降雨や降雪によってレールＲが湿潤状態にあったり、
凍結したりしているとレールＲと鉄輪１１との摩擦が小
さくなるため、ブレーキ装置１３による鉄輪１１の制動
時に鉄輪１１がロックして回転しなくなる場合がある。
このような場合、軌陸作業車３０においては軌道走行車
両の制動装置１０によって前記のようにレールＲ上に砂
が撒かれるため、レールＲと鉄輪１１との摩擦が大きく
なり、レールＲ上を鉄輪１１が回転しないで滑ってしま
うことがなくなるため短い制動距離で軌陸作業車３０を
停車させることができる。

【００２９】次に、上記のような通常のブレーキ操作で
はなく、非常時のブレーキ操作を行った時の軌道走行車
両の制動装置１０の作動について説明する。非常時のブ
レーキ操作は、作業台３５および運転キャビン３６に各
々設けられた非常停止スイッチ１６によってなされる。
非常停止スイッチ１６の操作を行うと、非常停止スイッ
チ１６からコントローラ１５に非常停止信号が送信され
る。

【００３０】非常停止信号を受信したコントローラ１５
は、砂撒制御部１５ａにより開閉弁１２ｂの開作動を行
ってホッパ１２ａ内に溜められた砂ＳをレールＲ上に撒
くとともに、制動力制御部１５ｂによって、レールＲに
砂が撒かれている状態で鉄輪１１がロックすることがな
い可能な限り大きい制動力でブレーキ装置１３の制動作
動を行わせる。

【００３１】このように非常停止スイッチ１６による操
作がなされた場合には、作業者が砂撒き操作を行わなく
ても、常に軌道上を走行している軌陸作業車３０におけ
る各鉄輪１１，１１…の前方のレールＲ上に砂Ｓが散布
される。このため、降雨等によってレールＲと鉄輪１１
との摩擦が小さくなっていても、制動時にはレールＲと
鉄輪１１との間の摩擦を確実に大きくすることができ、
制動距離を短くすることができる。

【００３２】さらに、非常停止スイッチ１６を操作して
制動を行った場合には、ブレーキペダルの踏み込み量を
調整する等して制動力の調整を行うことができないた
め、作業者が任意に制動力の調整を行うことができず、
ブレーキ装置１３の制動力は一定である。このため、レ
ールＲが湿潤状態にあったりして摩擦が小さくなってい
る場合には、砂Ｓを散布させた場合でも鉄輪１１がロッ
クするおそれがあるが、砂Ｓが散布された状態でも鉄輪
１１がロックすることがない制動力を予め求めておき、
非常停止スイッチ１６を操作した場合には制動力制御部
１５ａによって、このロックすることがない制動力とな
るようににブレーキ装置１３の制動力を制御すれば、粒
状物が散布された状態での制動距離を最も短くすること
ができる。

【００３３】具体的には、レールＲおよび鉄輪１１が乾
燥状態にあってレールＲと鉄輪１１との摩擦係数μ＝
０.１６である場合、軌陸作業車３０の走行速度が４０
Ｋｍ／ｈから鉄輪１１がロックしないように設定したブ
レーキ装置１３の最大ブレーキ力で制動を行ったときの
制動距離は、従来と同じく４５ｍであった。また、レー
ルＲおよび鉄輪１１が湿潤状態にあって、μ＝０.０７
である場合には従来の非常停止作動では鉄輪１１がロッ
クして制動距離が１００ｍとなり、μ＝０.０９でアン
チロックブレーキシステムを作動させた場合でも制動距
離は７８ｍであった。しかしながら、軌道走行車両の制
動装置１０を用いて非常停止作動を行った場合には、レ
ールＲおよび鉄輪１１が湿潤状態にあっても制動距離は
５０ｍ以下であった。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の軌道走行
車両の制動装置は、軌道走行時における制動時に軌道走
行用車輪がロックしてしまった場合には、レール上に砂
等の粒状物を散布してレールと軌道走行用車輪との間の
摩擦を大きくすることにより、軌道走行用車輪のロック
を解除することができるため軌道走行用車輪がレール上
をスリップすることがなく、簡単な構成で、且つ安価に
制動距離を短くすることができ、軌道走行車両を安全に
停車させることができる。

【００３５】また、本発明の軌道走行車両の制動装置
は、非常制動操作手段による非常制動操作がなされたと
きに、散布制御手段が粒状物散布手段から粒状物を散布
させるともに、制動力制御手段が粒状物が散布された状
態で軌道走行用車輪がロックすることがない制動力に軌
道走行用車輪制動手段の制動力を制御するように構成さ
れている。このため、軌道走行用車両を非常停止させる
場合には必ず粒状物がレール上に散布され、且つ、軌道
走行用車輪がロックすることがなく軌道走行用車輪のレ
ール上におけるスリップを防止することができる。

【００３６】なお、本発明の軌道走行車両の制動装置
は、制動時に常時粒状物を散布するのではなく、鉄輪が
ロックしてしまったときや、非常制動操作手段を操作す
ることによる非常停止時にのみ粒状物を散布するように
構成しているため、粒状物散布手段内の粒状物の量（軌
道走行車両に搭載する砂の量）を少なくすることができ
る。これにより、軌道走行車両全体の重量の増加を小さ
く抑えることができ、特に、軌道走行車両が軌陸車であ
る場合には、車両の総重量が大きく増加することも防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軌道走行車両の制動装置の構成を
示す概念図であり、側面を（Ａ）に示し、後面を（Ｂ）
に示す。

【図２】上記軌道走行用車両の制動装置を設けた軌陸作
業車の側面図である。

【符号の説明】

１０ 軌道走行車両の制動装置 １１ 鉄輪（軌道走行用車輪） １２ 砂撒装置（粒状物散布手段） １３ ブレーキ装置（軌道走行用車輪制動手段） １４ ロック検出手段 １５ コントローラ １５ａ 制動力制御部 １５ｂ 砂撒制御部（散布制御手段） ３０ 軌陸作業車（軌道走行車両） ３２ タイヤ Ｒ レール Ｓ 砂（粒状物）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 義則 群馬県利根郡新治村大字東峰須川414−１ 株式会社アイチコーポレーション新治工 場内 (72)発明者 前田 真克 群馬県利根郡新治村大字東峰須川414−１ 株式会社アイチコーポレーション新治工 場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道用レール上の走行が可能な軌道走行
   用車輪を有して構成された軌道走行車両の前記鉄道用レ
   ール上の走行時の制動を行う軌道走行車両の制動装置に
   おいて、 前記軌道走行用車輪の制動を行う軌道走行用車輪制動手
   段と、 この軌道走行用車輪制動手段による制動時に前記軌道走
   行用車輪の回転がロックしたことを検出するロック検出
   手段と、 前記軌道走行用車輪の前方における前記鉄道用レール上
   に前記軌道走行用車輪と前記鉄道用レールとの間の摩擦
   を増大させるための粒状物を散布可能な粒状物散布手段
   と、 前記ロック検出手段からの信号により前記粒状物散布手
   段を作動させる散布制御手段とからなることを特徴とす
   る軌道走行車両の制動装置。
2. 【請求項２】 鉄道用レール上の走行が可能な軌道走行
   用車輪を有して構成された軌道走行車両の前記鉄道用レ
   ール上の走行時の制動を行う軌道走行車両の制動装置に
   おいて、 前記軌道走行用車輪の制動を行う軌道走行用車輪制動手
   段と、 前記軌道走行車両の非常制動作動制御を行う非常制動操
   作手段と、 前記軌道走行用車輪の前方における前記鉄道用レール上
   に前記軌道走行用車輪と前記鉄道用レールとの間の摩擦
   を増大させるための粒状物を散布可能な粒状物散布手段
   と、 前記非常制動操作手段からの信号により前記粒状物散布
   手段を作動させる散布制御手段と、 前記非常制動操作手段からの信号により前記軌道走行用
   車輪がロックすることがない制動力に前記軌道走行用車
   輪制動手段の制動力を制御する制動力制御手段とからな
   ることを特徴とする軌道走行車両の制動装置。
3. 【請求項３】 前記軌道走行車両が、一般の道路上の走
   行が可能な道路走行用車輪を有して構成された軌陸車で
   あり、 前記鉄道用レール上を走行するときには、前記軌道走行
   用車輪を駆動することを特徴とする請求項１もしくは請
   求項２に記載の軌道走行車両の制動装置。