JP2005060050A - リフティングジャッキ昇降システム - Google Patents

Abstract

【課題】車体の４点における荷重を計測して表示することにより、リフティングジャッキごとの過荷重または軽荷重状態を容易に把握可能にする。
【解決手段】車両を４点で昇降可能に支承する４基のリフティングジャッキ１１〜１４を備えたリフティングジャッキ昇降システムであって、各クロー２１には車体荷重を計測するロードセル２８を設け、ロードセル２８による車体荷重の計測結果を表示手段に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両の検修時に、車体をリフティングジャッキを使用して４点で支持しながら荷重検出を行えるようにするリフティングジャッキ昇降システムに関する。

鉄道車両の整備工場では、磨耗した車輪を交換したり、車両床下の検修や、設備、機器を修理、点検したり、台車引き抜き等の作業をするために、車体の持ち上げが必要となる場合がある。従来からこの車体の持ち上げ装置として、リフティングジャッキが使用されている。このリフティングジャッキは、車両に相対向した位置になるように４基１組で設置され、前記のような各種作業時に伸縮させ、これらのクローに車体を４点で支承させて、繰り返し昇降可能にしている。

また、このようなリフティングジャッキは４基１組でリフティングジャッキ昇降システムを構成し、それぞれが車体を挟んだ両側に前後２個ずつ配置される。これらのリフティングジャッキは、これらに設置されたロータリエンコーダや近接スイッチの検出出力を用いて、各クローに支承された車体が平衡状態を維持するように、伸縮量（クロー昇降量）が自動制御（自動平衡制御）される。

しかしながら、従来からのリフティングジャッキ昇降システムは、各クローの昇降制御により車体の自動平衡制御を実現できるものの、車体荷重がリフティングジャッキで支承される部位（４点）ごとに異なる現象が発生することがある。このため、前記自動平衡制御を行っても車体荷重が１点のクローに集中する場合があり、対応する１基のリフティングジャッキは過荷重状態となる。これに対し他のリフティングジャッキの１基または複数基が軽荷重状態または零荷重状態となり、結果的に上昇中に車体が傾く場合があるという問題があった。

本発明に係るリフティングジャッキ昇降システムは、４基のリフティングジャッキごとに設けたロードセルにより４点における車体荷重を計測して表示することにより、リフティングジャッキごとの過荷重または軽荷重を容易に把握できるようにすることを目的とする。

また、過荷重または軽荷重となった場合には、対応するリフティングジャッキの動作を停止したり、伸長または伸縮させたりして、各リフティングジャッキが４点で車体を平衡支承できるようにすることを目的とする。

前記目的達成のために、本発明のリフティングジャッキ昇降システムは、車体を４点で昇降可能に支承する４基のリフティングジャッキを備えたリフティングジャッキ昇降システムであって、前記リフティングジャッキは車両を昇降可能に支承するクローを有し、これらの各クローには車体荷重を計測するロードセルを設け、該ロードセルによる車体荷重の計測結果を表示手段で表示することを特徴とする。

これにより、各ロードセルが各クローに支承された車体の荷重を計測し、その計測結果が表示手段により表示されるため、作業者はその計測値の違いを見て車体の傾きを作業者は直感的に判別できる。

また、車体の荷重検出を４つのクロー上で行うため、車体が１点でクロー上から浮くように傾いた場合でも、車体は残る３点のクローで安定に支承され、前記荷重検出のための作業を安全に実施することができる。

また、本発明のリフティングジャッキ昇降システムは、前記いずれかのロードセルにより計測された車体荷重が零荷重か過荷重である場合に、前記クローの昇降が停止するように前記リフティングジャッキを運転制御する運転制御手段を備えることを特徴とする。

これにより、いずれか１つのロードセルにより計測される車体荷重が零荷重のとき、他のロードセルにより計測される車体荷重は相対的に過荷重に陥ることとなる。従って、その零荷重または過荷重が測定された場合には運転制御装置は車体が傾いたと自動判定し、各クローの昇降を停止制御し、それ以上車体が傾くのを防止することができる。

また、本発明のリフティングジャッキ昇降システムは、前記いずれかのロードセルにより計測された車体荷重が零荷重か過荷重である場合に、警報を発生する警報手段を備えることを特徴とする。

これにより、車体の傾き方が異常であることを作業員は警報音等により認知でき、直ちに４基のリフティングジャッキの伸縮動作を停止操作により停止させることができ、車体の検修作業の安全性を高めることができる。

また、本発明のリフティングジャッキ昇降システムは、前記リフティングジャッキに前記クローの昇降量に応じたパルスを発生するパルス発生手段と、発生したパルスを計数するパルス計数手段とを設け、リフティングジャッキごとに計数したパルス数間の誤差を設定値内に抑えるように、運転制御手段によって前記クローを昇降制御することを特徴とする。

これにより、クローに支承された車体全体の平衡制御を実施でき、前記ロードセルを用いた荷重検出およびその荷重制御との併用で、リフティングジャッキ昇降システムによる車体のより安全な昇降作業および検修作業を実現できる。

本発明のリフティングジャッキ昇降システムは、車体を４点で支承するクロー上にロードセンサが設置されているため、その４点における車体荷重を高精度に測定できる。また、この測定結果がメータなどの表示手段で看取可能に表示されるため、その４点における車体荷重の違いから車体の傾きおよび傾きの方向を何人もひと目で判定でき、車体の傾き防止のための措置、例えばリフティングジャッキの伸縮動作を緊急停止したり、車体の傾き補正のため作業を行ったりして、検修作業の安全を確保することができる。

以下に、本発明の実施の形態を図について説明する。
図１は本発明のリフティングジャッキ昇降システムにおけるリフティングジャッキの配置図、図２はリフティングジャッキ昇降システムの正面図、図３はこのリフティングジャッキ昇降システムにおけるリフティングジャッキ１基分の平面図である。
図１に示すように、リフティングジャッキ昇降システムを構成する４基のリフティングジャッキ１１、１２、１３、１４が、整備工場内に引き込まれた一対の軌道１５を挟んで２基ずつ対称配置されている。検修を受ける車両１６は前記軌道１５上を移動して、整備工場内の作業領域にて停止される。

また、作業領域で停止した車両を挟んで左右にリフティングジャッキ１１〜１４が配置される。これらのリフティングジャッキ１１〜１４は、基本的に同一の機能および構成を有して、図示のように対向配置される。従って、図２においては、これら対向配置された各リフティングジャッキ１１〜１４各部の同一構成部分には同一符号を付して、その重複する説明を省略する。これらのリフティングジャッキ１１〜１４は移動型ジャッキであり、車輪１７に支持されたベース１８に支柱１９が立設され、この支柱１９にモータ２０を備える。各支柱１９には、各モータ２０によって昇降する車体昇降用のクロー２１が昇降自在に取り付けられている。このクロー２１は一部が爪形に突出し、これを車体１６の下方に挿入し、さらに一斉に上昇させることで、車体１６を鎖線で示すように所定の高さに持ち上げることができる。なお、前記モータ（電動）２０に代えて油圧モータを用いることもできる。

また、各支柱１９には、リフティングジャッキ１１〜１４の主軸との間に張設されたタイミングベルトを介して駆動されるロータリエンコーダ２２が、パルス発生手段として取り付けられている。このロータリエンコーダ２２の出力パルス数はクロー２１の昇降（上昇および下降）量に対応するものであり、その出力パルス（例えば１回転で３０パルス）の計数値からクロー２１の高さ位置が分かる。さらに、各支柱１９には、現場運転で用いられる現場操作箱２３のほか電力系統配線引き込み用の端子箱２４、２５などが取り付けられている。車両１６用の二本の軌道１５は、検修作業空間となる凹所２６の段部２７に固設されている。

前記各クロー２１上には、図３にも示すように、荷重センサであるロードセル２８が取り付けられている。このロードセル２８のクロー２１における取付構造の詳細は、図４に示す通りである。図４において、クロー２１の取付上面には取付台２９がボルト（図示しない）などにより固定されており、この取付台２９には上面に向って開口するセル取付穴３０が設けられている。

このセル取付穴３０の中央部にはロードセル２８がねじ込まれるようにして固定されている。セル取付穴３０内には、ロードセル２８の上部を被い、かつコイルばね３１により支持されて上下方向に摺動可能な可動蓋部材３２が収納されている。３３は可動蓋部材３２のフランジ部３２ａに係止可能な可動蓋部材３２の抜け止め部材で、セル取付穴３０の段部３０ａにねじ３４により固定されている。また、ロードセル２８の入出力リード３５は、取付台２９に切欠した通路３６を介して後述の回路装置へ導かれている。なお、可動蓋部材３２の上部は取付台２９の上面より僅か上方へ突出している。これにより、クロー２１により車体を支承する際、車体荷重がロードセル２８に確実に印加され、車体荷重に応じた電気信号を外部へ取り出すことができる。

図５は、前記ロードセル２８やロータリエンコーダ２２の出力信号にもとづいて、リフティングジャッキ１１〜１４による車体の自動平衡制御および荷重制御を実現するリフティングジャッキ制御回路のブロック図である。同図において、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は前記モータ２０に対応するモータであり、各リフティングジャッキ１１〜１４に、前記ロータリエンコーダ２２およびロードセル２８とともに設けられている。

また、図５において、３７は制御盤であり、この制御盤３７には、パルス受信計数回路３８と、誤差検出制御回路３９と、運転制御回路４０が設けられている。これらのうち、パルス受信計数回路３８はパルス計数手段として機能し、各ロータリエンコーダ２２の出力パルスを受信して計数する。

誤差検出制御回路３９は、計数した出力パルスの各計数値間の誤差（例えばリフティングジャッキの主軸の回転数の誤差が２回転）から、各リフティングジャッキ１１〜１４の伸縮量（昇降量）の誤差を検出するものである。従って、前記主軸の回転数の誤差が２回転以上となった場合には、直ちに運転制御回路３７からモータ２０等に停止指令を出させる。この停止指令は回転数が進んだものから順次行われる。

また、運転制御手段である前記運転制御回路４０は後述の操作盤から運転指令や誤差検出制御回路３９からの停止指令等にもとづき、各リフティングジャッキ１１〜１４のモータ２０を運転停止させるように機能する。

図５において、４１は遠隔操作が可能な操作盤であり、この操作盤４１には、位置表示器４２と、表示装置４３と、運転選択指令回路４４が設けられている。これらのうち、位置表示器４２はパルス受信計数回路３８で計数したパルス数にもとづき、各リフティングジャッキごとの昇降量、つまり昇降位置を相対表示するものである。表示手段である表示装置４３は運転制御回路４０の出力を受けて、前記各モータ２０を含むシステムに供給される電源電圧や負荷電流の表示、モータ２０の運転中表示、手動−自動運転表示、下降−上昇運転表示、現場運転要請指示（操作盤）などを行うものである。また、この表示装置４３内に、またはこの表示装置とは独立してブザーなどの警報手段が設置される。

また、運転選択指令回路４４は各ロードセル２８により検出された荷重信号等を受けて、操作盤−現場操作箱、手動−自動運転、下降−上昇運転、運転−停止の各切換信号や指令信号を運転制御回路４０へ出力するように機能する。

次に、前記リフティングジャッキ昇降システムの動作を説明する。
まず、車両１６を軌道１５に沿って整備工場内に移動させ、所定の作業領域で停止させる。また、４基のリフティングジャッキ１１〜１４を図１に示すように車両１６の両側に配置し、それぞれのクロー２１を車両１６の下方に挿入する。次に、操作盤からの遠隔指令により、または図２に示す現場操作箱２３からの操作により、運転指令を出す。この運転指令による指令信号は運転選択指令回路４４から運転制御回路４０に入力され、各リフティングジャッキ１１〜１４のモータ２０が駆動開始される。

モータ２０の駆動開始により各クロー２１は一斉に上昇を開始し、車両１６の下部を支承してこれを持ち上げていく。このクロー２１の上昇によって、主軸の回転に連動する各ロータリエンコーダ２２はクロー２１の上昇量に対応したパルスを出力し、このパルス数がパルス受信計数回路で各ロータリエンコーダ２２ごとに計数される。この計数結果はクロー２１の高さ位置として、位置表示器４２に表示される。

また、各リフティングジャッキ１１〜１４ごとの各パルス計数値の誤差が所定値内にあるか否かが誤差検出制御回路３９で検出される。所定値を外れたときは運転制御回路４０に指令を出して、上昇量が進んだものからモータ２０の駆動を順次停止する。こうして各クロー２１の高さ、つまり車両１６の４点における高さが揃えば、再び上昇を開始させ、所定高さに達するとその高さ位置で平衡状態を保つように停止させる。

一方、各クロー２１上に４点で支承された車両１６は、そのクロー２１上に設置されたロードセル２８を押圧する。この押圧による荷重は、図４に示す可動蓋部材３２からコイルばね３１を介してロードセル２８の接触子に印加される。従って、各ロードセル２８からは車体荷重に応じた電気信号が運転選択指令回路４４に入力される。

この運転選択指令回路４４では各ロードセル２８からの出力を監視し、荷重変化つまり各ジャッキポイントの零荷重または過荷重の有無を監視している。零荷重または過荷重があった場合には、運転制御回路４０に対し制御指令を出す。このため、運転制御回路４０は、いずれかのクロー２１に対して車両が浮いたこと、またはいずれかのクロー２１に対して偏（過）荷重があったことを表示装置４３に表示したり、図示しない警報器を作動させたりする。この表示や警報と同時にモータ２０の駆動を停止して、車両１６の上昇を停止させる。これにより、リフティングジャッキ１１〜１４のいずれかが車体に接触しなかったり、車体荷重が１基のみに掛かることにより車両１６が傾くのを未然に防止できる。この場合において、操作盤からの手動指令によって、車両が浮いた側のリフティングジャッキを上昇させたり、または過負荷側のリフティングジャッキを下降させたりすることも可能である。

このように、各クロー２１にロードセル２８を設置して、車両１６の４点における荷重変化を監視することで、過荷重や零荷重にもとづく車両の傾きを作業員に速やかに認知させることができ、車両検修作業の安全を図ることができる。

本発明は、車両の検修作業時に４基のリフティングジャッキに掛かる車両荷重をロードセルにより測定し、その車両荷重が設定値を超えたとき、車両の昇降を停止することにより、検修作業の安全に寄与するという用途に適用できる。

本発明のリフティングジャッキ昇降システムにおけるリフティングジャッキの配置図である。 本発明の実施の形態によるリフティングジャッキ昇降システムを示す正面図である。 図２に示すリフティングジャッキ１基分の平面図である。 本発明におけるロードセルの取付構造を示す断面図である。 本発明のリフティングジャッキ昇降システムにおける荷重制御回路を示す回路図である。

符号の説明

１１〜１４…リフティングジャッキ、１６…車両、２０…モータ、２１…クロー、２２…ロータリエンコーダ（パルス発生手段）２８、ロードセル、３８…パルス受信計数回路（パルス計数手段）、４０…運転制御回路（運転制御装置）、４３…表示装置（表示手段）。

Claims (4)

1. 鉄道車両の車体を相対向する位置で昇降可能に支承する４基のリフティングジャッキを備えたリフティングジャッキ昇降システムであって、
   前記リフティングジャッキは車体を昇降可能に支承するクローを有し、これらの各クローには車体荷重を計測するロードセルを設け、該ロードセルによる車体荷重の計測結果を表示手段で表示することを特徴とするリフティングジャッキ昇降システム。
2. 前記いずれかのロードセルにより計測された車体荷重が零荷重か過荷重である場合に、前記クローの昇降が停止するように前記リフティングジャッキを運転制御する運転制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のリフティングジャッキ昇降システム。
3. 前記いずれかのロードセルにより計測された車体荷重が零荷重か過荷重である場合に警報を発生する警報手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のリフティングジャッキ昇降システム。
4. 前記リフティングジャッキに前記クローの昇降量に応じたパルスを発生するパルス発生手段と、発生したパルスを計数するパルス計数手段とを設け、リフティングジャッキごとに計数したパルス数間の誤差を設定値内に抑えるように、運転制御手段により前記クローを昇降制御することを特徴とする請求項１に記載のリフティングジャッキ昇降システム。

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