(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003959557.tif 000009
【図９】
0003959557.tif 000010
【図１０】
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