JP3959557B2 - マルチプルタイタンパの自動タンピング方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、線路の内外に対応して複数のタンピングツールが設けられたタンピングユニットを有し、各タンピングツールによって軌道上のバラストをつき固める作業を行うマルチプルタイタンパ(以下は、マルタイと称する)において、タンピング作業を行う直前の線路状況を検知し、その情報に基づいて各タンピングツールを自動的に制御するようにしたタンピング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
マルタイは、タンピング作業の対象となる枕木をクランプ装置で線路ごと持ち上げ、その状態でタンピングツールにより軌道上のバラストをつき固める保線機械である。通常は、タンピング作業の対象となる枕木の前後において、一組の二本の線路のそれぞれの内側一箇所ずつと、外側の二箇所ずつとの合計12箇所を同時につき固めている。
【0003】
ところが、線路が分岐している部分や踏切内又は信号ケーブル等の付帯設備が設けられている箇所では、タンピングツールと前記付帯設備とが干渉し、つき固めを行うことができない。そのため、マルタイの左右側においてタンピングツールの位置を確認する地上作業員と、マルタイの車内において左右側のタンピングツールを個別的に操作する車内操作員とを必要とし、合計4人の作業員がタンピングする現場で線路状況を確認しながらつき固めを行っていた。しかも、作業を正確に行うためには、地上作業員の指示通りに車内操作員が各タンピングツールを操作しなければならず、地上作業員と車内操作員との連携も重要であった。
【0004】
このような地上作業員と車内操作員とに頼る方法では、作業が非能率的であるばかりでなく、夜間や雨天時等には、地上作業員や車内操作員も安全や作業ミスに多大の神経を使い、大変な重労働となっていた。特に、新幹線においては、夜間の作業だけとなり、肉体的、精神的な疲労は極めて大であった。また分岐器の回りには線路が交差しているため、線路の締結装置や枕木等が複雑に設置されており、バラストもあるため足場が大変に悪く、危険を伴う箇所でもあった。更に、タンピングツールによるつき固め作業は、粉塵や騒音等の問題があり、地上作業員、車内操作員にとっては健康の面でも好ましい作業環境ではなかった。更にまた、確認ミスや操作ミス等があると、列車運行に支障を来たし、一般の列車乗客に多大の迷惑をかけるという問題があった。
【0005】
そのため、従来では、線路状況を予め調査しておき、そのデーターをフロッピィーディスク等の記録媒体に記録しておき、タンピング作業を行うに際し、記録媒体を取り出してその記録された情報に基づいてタンピングツールを制御するという自動タンピング方法が考え出されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、分岐器の設置されている箇所のつき固め作業は、一年に一回程度の頻度の少ないものであるにも拘らず、そのデーターは、分岐器の形状、場所の差異、分岐器の敷設数等を考えると膨大なデーターとなり、そのデーターを管理する方法も考慮しなければならないという煩わしさがあった。つまり、異なったデーターの記録媒体を取り出して作業を行った場合は、分岐器等を損傷させるという問題があり、データーの取り出しや保管には間違いが起こらないように十分に配慮する必要があった。
【0007】
また分岐器は列車通過時には大きな衝撃を受ける所でもあり、保線のために一部手直しをされることがある。また分岐器以外のその他の軌道に関する付帯設備を含む線路状況も、安全基準の見直しや保線作業によって逐一改良される場合がある。このような場合は、元のデーターは使用することができず、自動的なつき固め作業を行うことができないという問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去したものであって、タンピング作業を行う都度、その直前に線路状況等を検知し、その検知情報に基づいてタンピングツールを動かして自動的なタンピング作業を行うことのできる方法及び装置を提供せんとするものである。
【0009】
而して、前記課題を解決するために本発明が採用した自動タンピング方法の特徴とするところは、請求項1に記載する如く、マルチプルタイタンパに先行して線路上を走行する事前設定装置により、マルチプルタイタンパに備えられる複数のタンピングツールによるタンピング予定位置の線路状況を確認して各タンピング予定位置ごとにタンピング作業が可能かどうかを検知し、この事前設定装置が検知した情報を当該事前設定装置に設けた送信部により枕木に埋め込んだ書き込み可能なIDタグへ記録した後、マルチプルタイタンパに設けた受信部により前記IDタグに記録された情報を読み取り、当該マルチプルタイタンパに設けた自動位置設定装置が読み取った情報に基づいて各タンピングツールの位置を個別に制御して自動的に設定したのち、各タンピングツールによって軌道上のバラストをつき固める作業を行うことである。
【0010】
また本発明が採用する自動タンピング装置の特徴とするところは、請求項2に記載する如く、軌道上のバラストをつき固める作業を行う複数のタンピングツールを有するマルチプルタイタンパに先行して線路上を走行し、各タンピングツールに対応したタンピング予定位置の線路状況を確認してタンピング作業が可能かどうかを各タンピング予定位置ごとに検知する事前設定装置と、この事前設定装置に設けられ当該事前設定装置の検知情報を枕木に埋め込んだ書き込み可能なIDタグへ記録する送信部及びマルチプルタイタンパに設けられ前記IDタグから記録情報を読み取る受信部とから成るデータ伝送装置と、マルチプルタイタンパに設けられ前記データ伝送装置から出力される情報に基づいて各タンピングツールの位置を個別に制御して自動的に設定する自動位置設定装置とから成ることである。
【0011】
前記自動タンピング装置において、前記IDタグは複数個の枕木ごとに埋め込まれ、枕木の複数個分の情報を記録するものとすることができる。
【0012】
さらに前記事前設定装置は、レーザー装置から各タンピングツールに対応するタンピング予定位置へレーザー光を照射することにより線路状況を確認して、各タンピング予定位置でタンピング作業が可能かどうかを検知するものとすることができる。
【0014】
本発明において、IDタグへの情報の書き込み及びその読み取りは、電磁変調波によって行うことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の構成を図面に示す発明の実施の形態に基づいて説明すると次の通りである。図1〜図10は本発明の第1の実施の形態に係るものである。図1は自動タンピング装置の全体構成を示す概略側面図である。同図に示す如く、この自動タンピング装置は、マルタイ1よりも前方の線路2上に、事前設定装置3が走行可能に配設されており、マルタイ1には図1及び図5に示すように、12個のタンピングツール(図5では、枕木9の前後方向の片面側の4a〜4fの6個のみが図示されている)の自動位置設定装置5が装着されている。
【0018】
また事前設定装置3には、データ伝送装置6の送信アンテナ7を含む送信部が組み込まれており、マルタイ1には受信アンテナ8を含む受信部が組み込まれている。そして、事前設定装置3の情報は、データ伝送装置6の送信部から枕木9上のIDタグ10に電磁変調波で書き込まれる。またこの書き込まれた情報は、マルタイ1に搭載されたデータ伝送装置6の受信部によって読み込まれ、タンピングツール4a〜4f等の自動位置設定装置5を制御するようになっている。
【0019】
事前設定装置3は、図2の正面図及び図3の平面図に示す通りであり、線路2上を走行可能に設置された架台11の枠組み形成されたフレーム12に、レーザー装置13が取り付けられている。架台11及びフレーム12は、アルミ合金等から成り、軽量且つコンパクトであり、二分割して持ち運びができるようになっている。また前記レーザー装置13は、図5に示すタンピングツール4a〜4f等の設置位置と同じ位置に、それぞれが同じ動きをできるようになされたポイントレーザーA1〜A6と、B1〜B6とを有しており、A1〜A6までの六個とB1〜B6までの六個とが枕木9の前後で対となって合計12個が配設されている。各ポイントレーザーA1〜A6及びB1〜B6は、それぞれX(線路方向)−Y(枕木方向)軸方向へ動かすことが可能であり、その位置はポテンショメーターにより正確に測定可能である。
【0020】
前記A3とB3及びA4とB4のポイントレーザーは、X−Y軸方向へそれぞれ100mmずつ移動可能であり、またA1,A2及びB1,B2と、A5,A6及びB5,B6のポイントレーザーは、二個ずつが対となってX−Y軸方向へ移動できるようになっており、X軸方向へ100mm、Y軸方向へ700mm移動可能である。更に、最も外側のA1とB1及びA6とB6のポイントレーザーは、図5に示す最も外側に位置するタンピングツール4a,4fと同じように、左右方向へ12度スイングできるようになされている。
【0021】
なお、図1及び図2において、符号14は事前設定装置3に設置されたデーター伝送装置6の送信部であり、符号15はマルタイ1に設置されたデーター伝送装置6の受信部である。また図2において、16は事前設定装置3の制御装置である。図4はこの事前設定装置3の操作盤17を示すものである。更にまた、図3において、符号23は、距離計である。この距離計23は、計測を開始する枕木からの距離データをIDタグ10へ記録するためのものである。
【0022】
一方、マルタイ1の自動位置設定装置5は、車内のタンピングツール操作室に配設されており、図6に示す操作盤18は、タンピングツール操作盤(図示せず)の近傍で操作員が操作しやすい箇所に取り付けられている。自動位置設定装置5は、IDタグ10に書き込まれた情報を受信アンテナ8を介してデータ伝送装置6の受信部15で受信し、受信したその情報に応じて12個の各タンピングツール4a〜4f等の位置を設定するように出力する。各タンピングツール4a〜4f等の位置を設定するためには、これらの各ツールの位置及び移動量を知ることが必要であり、ワイヤー式のポテンショメーター(図示せず)を各ツールへ取り付けて対応している。またマルタイ1の前進方向の車外には、距離測定のためのパルス発信器を供えた測定車輪19が取り付けられており、線路2上を走行できるようになされている。
【0023】
図7に示すように、データー伝送装置6は、事前設定装置3に搭載された送信部14と、マルタイ1に搭載された受信部15と、枕木9に埋め込まれたIDタグ10とから構成される。送信部14からの信号は、送信アンテナ7を介して枕木9に埋め込まれたIDタグ10に電磁変調波によって書き込まれ、その後、IDタグ10からの情報を受信アンテナ8を介して受信部15で受信し、自動位置設定装置5へ出力するようになっている。このデータ伝送装置6の動作原理は、次の通りである。
【0024】
すなわち、送信部14と受信部15は、基本的には同じ構成であり、送信アンテナ7又は受信アンテナ8と送信・受信デコーダ20とから成る。一方、IDタグ10は、内部アンテナ21と、特殊ICチップ22とから成っており、送信部14又は受信部15のアンテナ7,8から例えば30msの間だけ発信される電磁変調波を受信することによって動作用及び応答用エネルギーが与えられ、コンデンサーに蓄積される。そして、送信部14及び受信部15からの送信が終了すると、前記コンデンサーに蓄積された電荷によって特殊ICチップ21に書き込まれて記憶されている情報を自動的に発信するようになっている。
【0025】
前記送信部14は、発信指令信号により所定周波数の電磁変調波を発信し、IDタグ10へ動作用のエネルギーを供給し、IDタグ10の特殊ICチップ22へ所定の情報を書き込ませ、逐一新しい情報を更新して記録するようになっている。また受信部15は、発信指令信号により、IDタグ10へ所定周波数の電磁変調波を発信し、そのコンデンサーへ応答用のエネルギーを供給する。そして、受信部15からの電波の送信が終了すると、IDタグ10がコンデンサーに蓄積された電荷によって特殊ICチップ22に書き込まれて記憶されている情報を発信するようになるので、受信部15はこれを受信してその内容を読み取るようになっている。
【0026】
なお、前記IDタグ10としては、市販されているプレート型やシリンダーラージ型等のトランスポンダを利用することが可能である。またIDタグ10は、電磁変調波で情報のやりとりを行っているので、目視による確認が困難な夜間や雨,雪等の天候不良又はIDタグ10に汚れ等があった場合でもこれに関係なく、交信可能な範囲で確実に情報のやりとりを行うことができ、極めて信頼性の高いものである。更に、IDタグ10は、例えば1024bitのデータを記憶することができるROMであり、各枕木9の位置データと、複数本分の各枕木9のそれぞれに対応する12本のタンピングツール4a〜4f等の位置データ及び距離データを、ミリ単位で記録することが可能である。記憶容量は、取り扱うデータの量に応じて適宜変更すればよい。
【0027】
次に、このように構成された自動タンピング装置の動作態様を、図8〜図10のフローチャート等に基づいて説明する。先ず、事前設定車3をタンピング作業を行う区間の開始地点に搬入して組み立て、線路2上へ載置し、タンピング作業を開始するスタート枕木9の位置へ架台11を移動させて準備する。スタート位置の設定は、図9に示すように、タンピングを開始する枕木9の直前の枕木9に埋め込んだIDタグ10Aに、スタート情報(線区名、上り線又は下り線の線別、各線区の起点からの距離を示すキロ程度、タンピング開始地点等)を予め記録しておき、その情報を読み取ればよい。読み取りは、アンテナ7から電磁変調波をIDタグ10Aへ送信して応答エネルギーを供給し、記憶されている情報を送信させてアンテナ7で受信して送信部14で読み込めばよい。そして、図4に示す操作盤17の電源スイッチを投入し、次に測定対象となる枕木9の中心に架台11の中心を合わせる。この中心合わせは、図3に示すように、レーザー装置13の十字レーザーを枕木9の中心へ合わせればよい。
【0028】
然る後は、マルタイ1の12本のタンピングツール4a〜4f等を落とす予定位置の線路状況をこれに対応するポイントレーザーA1〜6及びB1〜B6によって確認する。確認は、前記ポイントレーザーの光を軌道上へ照射し、照射地点にタンピングツール4a〜4f等と干渉する分岐器等の線路付帯設備がないかどうかをチェックする。干渉を避けられる場合には、ポイントレーザーA1〜A6及びB1〜B6をX−Y軸方向へ動かしてその位置を設定し、また干渉を避けることができない場合は該当するタンピングツールについてはタンピング不可能とする。また同時に、前記タンピングを開始する枕木9の位置からの距離データを、事前設定装置3の距離計23で測定する。このようにして各タンピングツール4a〜4f等のタンピング予定位置について得られた位置データ及び距離データは、各ツールごとに操作盤17のスイッチを選択し、読込スイッチを押すことにより読み込まれる。
【0029】
このようにして事前設定装置3は、所定数の枕木9について各タンピングツール4a〜4f等の位置データ及び距離データを測定して読み込んだ後は、操作盤17の転送スイッチを押してこれらのデーターをまとめてデーター伝送装置6の送信部14から枕木9に埋め込んだIDタグ10Bへ電磁変調波によって伝送し、特殊ICチップ22に記録しておく。以後は、上述の動作を繰り返してタンピング作業区間の全部の枕木9についてのタンピングツール4a〜4f等の落とし込み情報を、IDタグ10C……へ記録する。図9は、このようにして得られた情報を、軌道を表す図面へプロットした場合の平面図である。×の箇所がタンピングツールを落とし込む位置である。
【0030】
次に、このようにして各枕木9に対応するタンピングツール4a〜4f等の位置データ及び距離データがIDタグ10へ記録されると、その後を図1に示すようにマルタイ1が追走してタンピング作業を自動的に行う。この自動的なタンピング作業は、図10に示すフローチャートに基づいて行われる。すなわち、先ずIDタグ10Aの埋め込まれたスタート枕木9の位置へマルタイ1の受信アンテナ8が位置すべく、マルタイ1を移動させて停止させ、自動位置設定装置5の図6に示す操作盤18の電源スイッチを投入する。マルタイ1は、受信アンテナ8から電磁変調波をIDタグ10Aへ送信し、応答エネルギーを供給する。IDタグ10Aは、この応答エネルギーによって記憶されているスタート枕木9の位置情報等を発信する。受信部15は、前記情報を受信し、スタート位置であることを確認する。
【0031】
然る後は、マルタイ1を前進させる。このマルタイ1の前進は、距離計19によってその前進した距離を知ることができるようになっている。マルタイ1がIDタグ10Bの埋め込まれた枕木9の30cm手前に達すると、前述した受信部15とIDタグ10Bとの間の電磁変調波による情報のやり取りにより、IDタグ10Bに記録されていた各タンピングツール4a〜4f等の位置データ及び距離データが受信部15へ読み込まれる。そして、この情報は自動位置設定装置5へ取り込まれ、その情報の通りにコンピューター制御によって実際の各タンピングツール4a〜4f等のタンピング位置が自動的にセットされる。
【0032】
更に、マルタイ1が前進し、該当する枕木9の中心位置ヘタンピングツール4a〜4f等の中心位置が±10mm以内の誤差範囲内で入ると、ブザーが鳴り、図6に示す操作盤18の定位置ランプが点灯し、続いてセット完了ランプが点灯する。操作員は、マルタイ1を停止させ、各タンピングツール4a〜4f等にタンピング動作を開始させる。操作員は、この開始を指令するだけでよい。これにより、事前設定装置3が測定したタンピング作業開始直前の線路状況に応じて適切且つ確実なタンピング作業を行うことが可能である。以後は、次の枕木9へ移動し、上述の動作を繰り返して自動的なタンピング作業を行えばよい。
【0035】
ところで、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例えば、事前設定装置3は、組立式以外にも台車等に固定されたものであってもよい。また本発明の装置によるタンピング作業の対象となる線路は、分岐線路以外にも踏切や駅構内、その他のタンピングツールと干渉する設備の敷設された線路等がある。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にあっては、マルタイがタンピング作業を開始する直前に、各タンピングツールのタンピング予定位置における線路状況を確認して検知した位置データ及び距離データをIDタグに記録することが可能であり、この情報により各タンピングツールを個別的に且つ自動的に制御してタンピング作業を行うようにしたから、正確なタンピング作業を自動的に行うことができ、タンピング作業で最も危険性が大きく、しかも作業環境的にも好ましくない地上作業員を省略することができる。また車上の操作員も精神的且つ肉体的な負担が軽減され、能率が良く、安全性の高い作業を保証することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る装置の全体構成を示す概略側面図である。
【図2】本発明に係る事前設定装置の正面図である。
【図3】本発明に係る事前設定装置の平面図である。
【図4】本発明に係る事前設定装置の操作盤の正面図である。
【図5】本発明に係るタンピングツールを示す正面図である。
【図6】本発明に係る自動位置設定装置の操作盤を示す正面図である。
【図7】本発明に係るデーター伝送装置の原理を示す回路図である。
【図8】本発明に係る事前設定装置のフローチャートを示す図面である。
【図9】本発明に係る装置で測定した各タンピングツールのつき固めを行う位置データを示す平面図である。
【図10】本発明に係るマルタイのフローチャートを示す図面である。
【符号の説明】
1…マルチプルタイタンパ(マルタイ)
2…線路
3…事前設定装置
4a〜4f…タンピングツール
5…自動位置設定装置
6…データー伝送装置
7…送信アンテナ
8…受信アンテナ
9…枕木
10…IDタグ
11…架台
12…フレーム
13…レーザー装置
14…送信部
15…受信部
Claims (4)
- マルチプルタイタンパに先行して線路上を走行する事前設定装置により、マルチプルタイタンパに備えられる複数のタンピングツールによるタンピング予定位置の線路状況を確認して各タンピング予定位置ごとにタンピング作業が可能かどうかを検知し、この事前設定装置が検知した情報を当該事前設定装置に設けた送信部により枕木に埋め込んだ書き込み可能なIDタグへ記録した後、マルチプルタイタンパに設けた受信部により前記IDタグに記録された情報を読み取り、当該マルチプルタイタンパに設けた自動位置設定装置が読み取った情報に基づいて各タンピングツールの位置を個別に制御して自動的に設定したのち、各タンピングツールによって軌道上のバラストをつき固める作業を行うことを特徴とするマルチプルタイタンパの自動タンピング方法。
- 軌道上のバラストをつき固める作業を行う複数のタンピングツールを有するマルチプルタイタンパに先行して線路上を走行し、各タンピングツールに対応したタンピング予定位置の線路状況を確認してタンピング作業が可能かどうかを各タンピング予定位置ごとに検知する事前設定装置と、この事前設定装置に設けられ当該事前設定装置の検知情報を枕木に埋め込んだ書き込み可能なIDタグへ記録する送信部及びマルチプルタイタンパに設けられ前記IDタグから記録情報を読み取る受信部とから成るデータ伝送装置と、マルチプルタイタンパに設けられ前記データ伝送装置から出力される情報に基づいて各タンピングツールの位置を個別に制御して自動的に設定する自動位置設定装置とから成ることを特徴とするマルチプルタイタンパの自動タンピング装置。
- 前記IDタグは複数個の枕木ごとに埋め込まれ、枕木の複数個分の情報を記録するものであることを特徴とする請求項2に記載のマルチプルタイタンパの自動タンピング装置。
- 前記事前設定装置は、レーザー装置から各タンピングツールに対応するタンピング予定位置へレーザー光を照射することにより線路状況を確認して、各タンピング予定位置でタンピング作業が可能かどうかを検知するものである請求項2又は3に記載のマルチプルタイタンパの自動タンピング装置。
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