(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸上走行用の車輪またはクローラと軌道走行用の軌道輪とを備えた下部走行体と、作業装置が取り付けられた上部旋回体と、軌道走行時には上記軌道輪を軌道に載せる一方、上記車輪またはクローラを地上から浮かすことにより軌道走行体勢に切り換える軌道走行切換装置とを備えた軌道用作業機において、
軌道走行体勢に切り換えられる前に上記作業装置が軌道走行体勢において架線に接触するかどうかを判断する判断手段と、その判断手段が架線に接触しないと判断したときは上記軌道走行切換装置による軌道走行側切り換え動作を実行させ、架線に接触すると判断したときは上記軌道走行切換装置による軌道走行側切り換え動作を禁止する走行切換制御手段と、を備えたことを特徴とする軌道用作業機。
【請求項２】
上記軌道走行切換装置が軌道走行側に切り換えられたことを検知する軌道走行検知手段と、その軌道走行検知手段によって軌道走行側切り換え動作が検知されたときに、上記作業装置を非作動にする作業装置ロック手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の軌道用作業機。
【請求項３】
上記作業装置が、起伏自在且つ伸縮自在なブームで構成されたクレーン装置からなる請求項１または２に記載の軌道用作業機。
【請求項４】
上記判断手段は、ブーム角度センサ及びブーム長さ計から得られるブーム角度及びブーム長さに基づいてブーム姿勢を求め、上記架線に接触するか否かを判断するように構成されている請求項３記載の軌道用作業機。
【請求項５】
上記判断手段は、ブーム姿勢を求めるとともにフック格納状態検出手段によって検知されるフックの格納状態に基づいて架線に接触するか否かを判断するように構成されている請求項３または４に記載の軌道用作業機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鉄道線路やその付帯設備の補修作業等に使用される軌道用作業機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自走式クレーンをベースとして軌道走行用の車輪を付加し、陸上と軌道上を走行できるようにした軌道用作業機が知られている。
【０００３】
この種の軌道用作業機を用いて例えば鉄道線路の補修作業を行なう場合、まず陸上を走行して作業現場の最寄りの踏切から線路内に入り、下部走行機体の前後に配置されている軌道走行用車輪（以下軌道輪と呼ぶ）を軌道に載せる一方、陸上走行用のクローラ（または車輪）を浮上させることにより、軌道走行が可能になる。
【０００４】
このとき、ブームが起きてクレーン作業姿勢のままであると、軌道輪を下げてクローラを浮上させる際にブームが高圧架線に接触する危険性がある。軌道から架線までの距離は通常４．５ｍ程度あり、軌道用作業機の全高は約３ｍであるが、軌道走行するときの軌道用作業機の全高は約３．５ｍに増加する。従ってブームが機体高さを超えない場合は架線との間に約１．０ｍの余裕があるが、機体高さを超えてブームが起こされている場合には架線に触れる虞れがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、オペレータは、軌道用作業機を軌道走行体勢にするときには機体高さが増加したときのブーム姿勢を想像しながら、ブームが架線に触れないように注意を払わなければならない。しかしながら、オペレータの判断に頼るだけでは架線接触事故を完全に防止することができないため、万一、操作ミスを起こした場合であってもブームが架線に接触しないような安全対策が望まれている。
【０００６】
また、この種の軌道用作業機では、クレーン作業をしつつ近距離を移動するような場合に軌道に跨がった状態で枕木上をクローラで走行することがある。ところが軌道に沿ってその近傍には信号ケーブル等が敷設されているため、上記した架線に限らず、信号ケーブル等の地上設備についても破損することのないように安全対策が要求されている。
【０００７】
本発明は以上のような従来の軌道用作業機における課題を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、軌道走行を行うときにブームが架線に接触することを確実に防止することができる軌道用作業機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る軌道用作業機は、（ａ）軌道走行体勢にするときに作業装置が架線に接触する虞れのある場合は軌道輪の降下を禁止するもの（請求項１に対応する）と、（ｂ）軌道輪を降下させた場合には作業装置を非作動にするもの（請求項２に対応する）とがある。
【０００９】
請求項１の本発明は、陸上走行用の車輪またはクローラと軌道走行用の軌道輪とを備えた下部走行体と、作業装置が取り付けられた上部旋回体と、軌道走行時には上記軌道輪を軌道に載せる一方、車輪またはクローラを地上から浮かすことにより軌道走行体勢に切り換える軌道走行切換装置とを備えた軌道用作業機において、軌道走行体勢に切り換えられる前に作業装置が軌道走行体勢において架線に接触するかどうかを判断する判断手段と、その判断手段が架線に接触しないと判断したときは軌道走行切換装置による軌道走行側切り換え動作を実行させ、架線に接触すると判断したときは軌道走行切換装置による軌道走行側切り換え動作を禁止する走行切換制御手段と、を備えたことを要旨とする。
【００１０】
請求項２の本発明は、上記構成を有する軌道用作業機において、軌道走行切換装置が軌道走行側に切り換えられたことを検知する軌道走行検知手段と、その軌道走行検知手段によって軌道走行側切り換え動作が検知されたときに、上記作業装置を非作動にする作業装置ロック手段と、を備えたことを要旨とする。
【００１１】
上記各発明において、上記作業装置は、起伏自在且つ伸縮自在なブームで構成されたクレーン装置からなることを要旨とする。
【００１２】
また、上記判断手段はブーム角度センサ及びブーム長さ計から得られるブーム角度及びブーム長さに基づいてブーム姿勢を求め、架線に接触するか否かを判断するように構成することができる。
【００１３】
また、上記判断手段は、ブーム姿勢を求めるとともにフック格納状態検出手段によって検知されるフックの格納状態に基づいて架線に接触するか否かを判断するように構成することもできる。
【００１４】
上述した請求項１の本発明に従えば、軌道走行体勢に切り換えられる前に、作業装置が架線に接触するかどうかを判断手段が判断し、架線に接触しないと判断した場合は、軌道走行切換装置による軌道走行側切り換え動作を許し、架線に接触すると判断した場合は軌道走行側切り換え動作を禁止する。
【００１５】
請求項２の本発明に従えば、軌道走行切換装置が軌道走行側に切り換えられたことが軌道走行検知手段によって検知されると、作業装置ロック手段が作業装置を非作動の状態にロックするため、軌道輪を軌道に載せた後は作業装置の操作が禁止される。
【００１６】
上記作業装置が伸縮式ブームで構成されたクレーン装置である場合には、例えば伸縮式ブームが最縮に縮小されていないことによって架線に接触するという事故を防止することができる。
【００１７】
上記判断手段は、クレーンに既存のブーム角度センサ及びブーム長さ計から求められるブーム角度及びブーム長さに基づいてブーム姿勢を求め、求められたブーム姿勢と架線との位置関係に基づいて架線に接触するかどうかを判断することができ、クレーンに既存のセンサ等を用いて架線への接触有無を判断することができる。また、フック格納状態検出手段によってフックが格納されているかどうかを判断すれば、クレーン作業が行なわれていないことをより正確に確認することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、図１〜図４は第一の実施形態を示し、図１及び図５は第二の実施形態を示している。
【００１９】
図１は、本発明の軌道用作業機の全体構成を示したものであり、（ａ）は軌道用作業機を前方から見た正面図であり、（ｂ）はその右側面図である。
【００２０】
両図において、軌道用作業機１は、クローラ２ａを装着した下部走行機体２とその下部走行機体２に対して旋回自在に搭載された上部旋回機体３とからなり、上部旋回機体３の前部左側にはキャビン３ａが備えられ、その後部にメインエンジンＭを格納したエンジンルーム３ｂが形成されている。
【００２１】
上部旋回機体３の前部であってキャビン３ａの横側には多段伸縮式の伸縮ブーム（作業装置）４が装備されている。この伸縮ブーム４は、最外筒４ａ内に複数段の内筒４ｂ〜４ｄが入れ子式に格納されており、最内筒４ｄの先端にブームヘッド４ｅが設けられ、そのブームヘッド４ｅにフック４ｆが装着されている。なお、４ｇは伸縮ブーム４を起伏させるための起伏シリンダである。
【００２２】
また、下部走行機体２のクローラ２ａは、陸上走行用の走行油圧モータによって駆動する駆動スプロケット２ｂ及びアイドラ２ｃ間を周回するようになっている。
【００２３】
この下部走行機体２の前部には上下方向に揺動する平行アーム２ｅ，２ｅが備えられ、この平行アーム２ｅ，２ｅの先端部にそれぞれ軌道走行用前車輪（以下、前軌道輪と呼ぶ）２ｆ，２ｆが備えられている。この構成において、アーム昇降シリンダ２ｇを伸長させると、走行フレームの前端部を支点として平行アーム２ｅ，２ｅが下向きに回転し、前軌道輪２ｆ，２ｆを軌道に載せることができる。
【００２４】
一方、下部走行機体２の後部にも同様に平行アーム２ｈ，２ｈ、後軌道輪２ｉ，２ｉ及びアーム昇降シリンダ２ｊが備えられている。
【００２５】
従って、前軌道輪２ｆ及び後軌道輪２ｉが軌道６に沿うようにして軌道用作業機１を位置決めし、アーム昇降シリンダ２ｇ及び２ｊをそれぞれ伸長させると、前軌道輪２ｆ，２ｆ及び後軌道輪２ｉ，２ｉがそれぞれ下降して軌道６，６に載せられる。さらに各シリンダ２ｇ及び２ｊの伸長動作を継続させると、陸上走行用のゴムクローラ２ａが地上から浮上し、この状態で軌道用作業機１は軌道６，６上を移動することができる（図中二点鎖線で示す前軌道輪及び後軌道輪位置参照）。
【００２６】
上記平行アーム２ｈ，２ｈ、アーム昇降シリンダ２ｇ及び２ｊは軌道走行切換装置として機能する。なお、前軌道輪２ｆ及び後軌道輪２ｉは、平行アーム２ｅ及び２ｈに取り付けられた軌道走行用油圧モータ２ｍ及び２ｎを駆動源とし、ベルトを介して駆動するようになっている。
【００２７】
図２は上記軌道用作業機１に搭載される油圧回路を示したものである。
【００２８】
同図において、第一油圧ポンプ１０、可変容量型の第二油圧ポンプ１１及びパイロットポンプ１２はエンジン１３によって駆動し、第一油圧ポンプ１０から吐出される作動油は旋回モータ用制御弁１４を介して旋回モータ１５に供給される。
【００２９】
第二油圧ポンプ１１から吐出される作動油の一部は軌道／陸上走行切換弁１６に供給される。軌道／陸上走行切換弁１６は軌道走行側及び陸上走行側切換位置ア，イを有し、軌道／陸上走行切換スイッチ１６ａを閉じると軌道走行側アに切り換えられ、軌道輪昇降制御弁１７を介し、軌道輪２ｆ，２ｉを軌道６に載せるためのアーム昇降シリンダ２ｇ及び２ｊを伸縮させることができる。また、軌道輪昇降制御弁１７の下流側に設けられた軌道走行モータ用制御弁１８を介して軌道走行モータ２ｍ，２ｎを駆動させることができる。
【００３０】
一方、軌道／陸上走行切換スイッチ１６ａが開かれると陸上走行側イに切り換えられ、走行モータ用制御弁１９を介して陸上右走行モータ２０を、走行モータ用制御弁２１を介して陸上左走行モータ２２をそれぞれ駆動させることができる。
【００３１】
なお、第二油圧ポンプ１１から軌道／陸上切換電磁弁１６に通じる油路２３から分岐された油路２４は、ウインチモータ２５用の制御弁２６、ブーム起伏シリンダ４ｇ用の制御弁２７及びブーム伸縮シリンダ２８用の制御弁２９の各センターバイパスに通じている。
【００３２】
上記した各制御弁１４，２６，２７，２９のパイロットポートには操作レバーの第一リモコン弁３０及び第二リモコン弁３１から導出されるリモコン圧が与えられるようになっており、各リモコン弁３０，３１の各出力ポート（１）〜（８）は、各制御弁のパイロットポート（１）〜（８）にそれぞれ接続される。
【００３３】
なお、軌道走行時には、ブーム起伏シリンダ４ｇを始めすべての作業装置は動作させないため、これら各制御弁１４，２６，２７，２９はすべてセンターバイパス位置にある。従って第二油圧ポンプ１１から吐出される作動油は全量、軌道輪昇降制御弁１７に与えられることになる。
【００３４】
上記軌道／地上走行切換スイッチ１６ａはコントローラ３２に接続されている。コントローラ３２は判断手段としてのブーム姿勢判断部３２ａと走行切換制御手段としての走行切換制御部３２ｂとを有し、ブーム姿勢判断部３２ａにはブーム角度センサ３３、ブーム長さ計３４、フック格納状態検出手段としての過巻センサ３５がそれぞれ接続されている。
【００３５】
次に上記コントローラ３２の制御動作を図３及び図４に示すフローチャートに従って説明する。
【００３６】
図３において、コントローラ３２のブーム姿勢判断部３２ａは、ブーム角度センサ３３から出力されるブーム角度信号とブーム長さ計３４から出力されるブーム長さ信号を受け、軌道走行を行なう場合に現在の伸縮ブーム４の姿勢が架線に接触するかどうかを判断する。
【００３７】
具体的には、まずブーム長さ信号に基づいて伸縮ブーム４が最縮状態、すなわち、多段式伸縮ブーム４の各内筒が外筒に完全に格納されているかどうかを判断し（ステップＳ１）、YESであればブーム角度が水平以下であるかどうかを判断する（ステップＳ２）。ここでYESであれば伸縮ブーム４が最縮状態であり且つ先下がりであるため軌道走行時に架線に接触しないと判断し、判断結果を走行切換制御部３２ｂに与える。走行切換制御部３２ｂは、判断結果が架線に接触しないものである場合に切換信号Ｓｉを出力する（ステップＳ３）。
【００３８】
この切換信号Ｓｉは軌道／陸上走行切換スイッチ１６ａに与えられており、従って軌道／陸上走行切換スイッチ１６ａを閉じると、切換信号Ｓｉが軌道／陸上走行切換弁１６のソレノイドに流れア位置に切り換わる。それにより、軌道輪昇降制御弁１７を介しアーム昇降シリンダ２ｇ及び２ｊを伸縮させることができるようになり、軌道輪２ｆ，２ｉを軌道６，６に載せて軌道走行を行なうことができる。
【００３９】
一方、ステップＳ１或いはステップＳ２においてNOであれば、ブーム姿勢判断部３２ａは伸縮ブーム４が軌道走行できる姿勢でないと判断し、その結果を走行切換制御部３２ｂに与える。走行切換制御部３２ｂは判断結果が架線に接触するものである場合に切換信号Ｓｉを出力しない。この場合、軌道／陸上走行切換スイッチ１６ａを閉じても軌道／陸上走行切換弁１６に切換信号が流れず（ステップＳ４）。従って軌道輪２ｆ，２ｉを降下させる動作が禁止される。
【００４０】
上記軌道走行できる姿勢でないときとは、具体的には伸縮ブーム４が先上がりに傾斜してブーム角度が水平位置である０°を上回るときであり、この姿勢を架線に接触する虞れがあるブーム姿勢とみなしている。
【００４１】
図４は伸縮ブーム４の姿勢が架線に接触するか否かの判断を行なう別の例を示したものである。
【００４２】
上記ステップＳ１と同様に、ブーム姿勢判断部３２ａは伸縮ブーム４が最縮状態であるかどうかを判断し（ステップＳ５）、YESであればブーム角度が所定角度θ°以下であるかどうかを判断する（ステップＳ６）。ただし、上記所定角度θ°とは、軌道輪２ｆ，２ｉを軌道に載せ、地上走行用のクローラを浮かせても伸縮ブーム４が架線に接触しないブーム角度をいう。
【００４３】
詳しくは、伸縮ブーム４の垂直方向最大高さは、伸縮ブーム４が最縮状態にあるときそのブーム角度によって求めることができる。また、軌道輪を下げて地上走行用のクローラを浮かせるときに上昇する機体高さの変化分については予め求められる。従ってこれらの情報から現在の伸縮ブーム４の姿勢における垂直方向最大高さＨmaxを求め、そのＨmaxを車両最大高さ寸法Ｔmaxと比較し、Ｈmax＝Ｔmaxとなるときのブーム角度を所定角度θ°としている。
【００４４】
上記車両最大高さ寸法Ｔmaxは、軌道上を走行する車両に規制される最大外形寸法のうち高さ方向の寸法を示しており、伸縮ブーム４の垂直方向最大高さがそのＴmaxを超えないようにブーム角度を制限すれば、安全率を持たせて伸縮ブーム４が架線に接触することを防止することができる。
【００４５】
ただし、この場合の伸縮ブーム４の姿勢は図３の処理に示した伸縮ブーム４の姿勢に比べ伸縮ブーム４が起きているため、クレーン吊り作業を行なうことができる姿勢になっている。そこで、ステップＳ７において、フック４ｆが格納されているかどうかを判断し、吊り作業が行なわれていないことを確認するようにしている。
【００４６】
なお、フック４ｆの格納状態は、ブームヘッド４ｅに取り付けられている例えばリミットスイッチからなる過巻センサ３５を用いて判断することができる。具体的には、フック４ｆが垂下された状態から図１（ｂ）に示す状態に変位すると過巻センサ３５が動作して過巻き信号が出力される。従ってこの過巻き信号の有無によってフック４ｆが格納されているかどうかを判断することができる。
【００４７】
ステップＳ７においてYESであれば走行切換制御部３２ｂは切換信号Ｓｉを出力する（ステップＳ８）。また、ステップＳ５，６，７においてNOであれば切換信号Ｓｉを出力しない（ステップＳ９）。この処理によっても、軌道走行前において伸縮ブーム４が架線に接触するかどうかを判断し、判断結果に応じて軌道輪の降下を制御することができる。
【００４８】
図５は、第二の実施形態を示したものである。なお、同図においては説明を簡単にするため、軌道輪２ｆ，２ｉを昇降させる油圧回路と伸縮ブーム４を操作する油圧回路を図示している。また、以下の説明において図２と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
同図において、軌道輪昇降切換弁１７からアーム昇降シリンダ２ｇ，２ｉのヘッド側油室に通じる油路１７ａには軌道走行検知手段としての圧力スイッチ３６が設けられている。また、パイロットポンプ１２からリモコン弁３０，３１に通じる油路１２ａから分岐する分岐油路１２ｂにはクレーン作動を禁止するためのアンロード弁３７が設けられている。このアンロード弁３７は切換位置としてア及びイ位置を有し、通常はア位置にありパイロットポンプ１２から吐出される制御圧がリモコン弁３０，３１に供給されている。
【００５０】
また、上記圧力スイッチ３６は作業装置ロック手段としてのアンロード弁３７のソレノイドに接続されており、軌道輪昇降切換弁１７がウ位置に切り換えられアーム昇降シリンダ２ｇ，２ｉの伸長するときに油路１７ａの圧力が所定圧を超えると、圧力スイッチ３６が閉じ、ブーム操作禁止信号Ｓ1が出力される。
【００５１】
このブーム操作禁止信号Ｓ1を受けてアンロード弁３７はイ位置に切り換わり、パイロットポンプ１２からの制御圧はタンクにリリーフされる。従ってリモコン弁３０，３１に制御圧が供給されず操作がロックされる。
【００５２】
このように構成した場合、一旦、軌道輪２ｆ，２ｉを軌道６上に載せるとクレーン作業を行なうことが規制されるため、伸縮ブーム４を起こすこと或いは伸縮ブーム４を伸長させることによる架線接触事故を防止することができる。
【００５３】
なお、本発明の軌道走行検知手段は上記実施形態では圧力スイッチ３６で構成したが、これに限らず、例えばアーム昇降シリンダ２ｇ，２ｉの変位を検出する位置センサで構成することもできる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１の本発明によれば、軌道走行体勢に切り換えられる前に、作業装置が架線に接触するかどうかを判断手段が判断し、架線に接触しないと判断した場合は、軌道走行切換装置による軌道走行側切り換え動作を許し、架線に接触すると判断した場合は軌道走行側切り換え動作を禁止する。従って、軌道走行を行なうときに作業装置が架線に接触するという事故を防止することができる。
【００５５】
請求項２の本発明によれば、軌道走行切換装置が軌道走行側に切り換えられたことが軌道走行検知手段によって検知されると、作業装置ロック手段が作業装置を非作動の状態にロックするため、軌道輪を軌道に載せた後は作業装置の操作が禁止される。それにより、誤動作によって作動装置が架線に接触する事故も防止することができる。
【００５６】
請求項３の本発明によれば、作業装置が伸縮式ブームで構成されている場合に、例えば伸縮式ブームが最縮に縮小されていないことによって架線に接触するという事故を防止することができる。
【００５７】
請求項４の本発明によれば、クレーンに既存のブーム角度センサ及びブーム長さ計から求められるブーム角度及びブーム長さに基づいてブーム姿勢を求め、求められたブーム姿勢と架線との位置関係に基づいて架線に接触するかどうかを判断することができ、クレーンに既存のセンサ等を用いて架線への接触有無を判断することができる。
【００５８】
請求項５の本発明によれば、フック格納状態検出手段によってフックが格納されているかどうかを判断することによりクレーン作業が行なわれていないことを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る軌道用作業機の正面図、（ｂ）はその右側面図である。
【図２】第一実施形態に係る油圧回路図である。
【図３】図２に示すコントローラ３２の制御動作を示すフローチャートである。
【図４】図２に示すコントローラ３２の別の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】第二実施形態に係る要部油圧回路図である。
【符号の説明】
１  軌道用作業機
２  下部走行機体
３  上部旋回機体
４  伸縮ブーム
１０  第一油圧ポンプ
１１  第二油圧ポンプ
１２  パイロットポンプ
１６  軌道／陸上走行切換弁
１６ａ  軌道／陸上走行切換スイッチ
１７  軌道走行モータ用制御弁
１８  軌道走行モータ用制御弁
３２  コントローラ
３２ａ  ブーム姿勢判断部
３２ｂ  走行切換制御部
３３  ブーム角度センサ
３４  ブーム長さ計
３５  過巻センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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