本発明は、車両を索条で牽引して輸送を行う輸送設備に用いられる車両に備えた制動装置の性能を試験するための索条牽引車両の制動試験装置に関する。

ケーブルカーやインクラインといった、索条で車両を牽引して人員や物資を輸送する設備は、比較的急な傾斜であっても車両の運行が可能なことから山岳地域や観光地の傾斜地等で多く利用されている。 このような索条牽引式の輸送設備は、一般的に次のように構成されている。 山麓停留場と山頂停留場の間には、２本のレールを平行して敷設し、このレールに沿って索条を延線している。 索条は、山頂停留場に備えた滑車やウィンチに巻き掛けられ、この索条の少なくとも一端には車両を連結している。 そして、滑車等を駆動することにより索条を巻き上げ又は繰り出して、車両を両停留場間で移動させて運行を行う。

車両には、自走するための駆動装置等は備えておらず、したがって、もしも索条が切断すると車両は山麓側へと逸走してしまうことになる。 そこで、車両には、レールに作用する制動機を備え、索条の切断時や車両の逸走時には、これによって車両を停止させるようにしている（例えば特許文献１参照）。

このような索条牽引式の輸送設備において、設備の新設時や車両の更新時には、上記した車両に備えた制動機の動作確認や性能の確認をする必要があり、従来このような制動試験は、実際に運用する設備及び車両を用いて行っていた。

しかしながら、このように実際の設備で試験を行う場合には、設備、特には車両や索条が損傷することのないように、起こりうるさまざまな状況を想定したうえで試験を行う必要があり、多くの機材や多くの要員が必要であるとともに、試験を行う要員の精神的負担も大きかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、制動機の試験を容易かつ安全に実施することのできる索条牽引車両の制動試験装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、水平に敷設された走行レール上を走行する台車と、該台車に一端部を連結して該台車を牽引するワイヤーと、該ワイヤーの他端部側で該ワイヤーに張力を負荷する重錘とを備え、前記台車には、前記走行レールに作用して制動を行う制動機と、前記台車の速度に連動して出力を発生する速度検出器と、該速度検出器の出力値により前記制動機の制動動作を制御する制御装置とを備えたことを特徴としている。

また、請求項２の発明は、前記重錘には該重錘の質量を調整する錘を備え、前記台車には該台車の質量を調整するウェイトを備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、安全に作業及び試験を行うことができるとともに、繰り返し試験を行うことも容易である。

また、請求項２に記載の発明によれば、任意の荷重条件を設定することができ、実際の線路で想定される種々の荷重状態を検証することができる。

制動試験装置の側面図

制動試験装置の平面図

台車の側面図

図３におけるＡ−Ａ矢視図

図３におけるＢ−Ｂ矢視図

図３におけるＣ−Ｃ矢視図

油圧回路図

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。 図１及び図２は、制動試験装置の側面図及び、この側面図に対する平面図である。 制動試験装置は、鋼材で立方体状に枠組みして立設した重錘塔１０と、この重錘塔１０の側方から水平に延伸して敷設された走行レール１５とを備えている。

重錘塔１０の上部には、二枚の誘導滑車１３をそれぞれ回転可能に備え、各誘導滑車１３には、ワイヤー１４が掛け回されている。 重錘塔１０の内部には、重錘１１を備えている。 この重錘１１は、支持台２２と錘２３とからなり、吊り滑車１２に懸垂される。 吊り滑車１２には、誘導滑車１３から延びたワイヤー１４を巻き掛けるとともに、このワイヤー１４の一端部を重錘塔１０上部に備えた掛止部２０に固着し、滑車１２ないし重錘１１はワイヤー１４によって吊り吊下される。

走行レール１５の重錘塔１０側先端部には、固定滑車２４を回転可能に備えており、誘導滑車１３から垂下したワイヤー１４は、この固定滑車２４に巻き掛けられている。 固定滑車２４によって偏向したワイヤー１４は、走行レール１５と平行して延伸し、その先端部に台車１６が連結されている。 台車１６には、車輪２５を備えており、重錘塔１０の重錘１１が上方から下方に降下することにより、台車１６がワイヤー１４に牽引されて走行レール１５上を走行する。 走行レール１５の重錘塔１０側先端部付近には、台車１６が逸走したときに備えてストッパー１８が設けられ、また台車１６の端部には引き留めワイヤー１９を連結し、これによって台車１６が逸走したときに引き留めるようにしている。

次に、図３ないし図６により、台車１６の構成を説明する。 図３は、台車１６の側面図であり、図４は、図３におけるＡ−Ａ矢視図である。 台車１６の本体フレーム２６は、形鋼等で平面視矩形に形成されており、この本体フレーム２６の下部には、四個の車輪２５を回転可能に備えている。 本体フレーム２６の四隅下端面には、ガイドローラーフレーム２７を下方に突出して固着し、このガイドローラーフレーム２７には、ガイドローラー２８を水平面で回転可能に備えている。 ガイドローラー２８は、走行レール１５の垂直面に当接し、台車１６が左右に振れないようにガイドする。 本体フレーム２６の前後には、連結部材２９、３０を設け、それぞれワイヤー１４及び引き留めワイヤー１９が連結される。 また、本体フレーム２６の上部中央付近には、ウェイト３１が載置される。

図５は、図３におけるＢ−Ｂ矢視図である。 四個の車輪２５のうち一の車輪２５には、車輪２５と同一に回転する駆動ギヤ３２を備えている。 一方、この車輪２５の近傍には、速度検出器３４を本体フレーム２６から支持して備えている。 この速度検出器３４としては、例えばロータリーエンコーダやタコジェネレータ等を用いる。 速度検出器３４の入力軸には、従動ギヤ３３を備え、この従動ギヤ３３は駆動ギヤ３２と係合している。 これにより車輪２５の回転が速度検出器３４の入力軸に伝達され、速度検出器３４は、車輪２５の回転速度に比例して信号を発生し出力する。

図６は、図３におけるＣ−Ｃ矢視図である。 本体フレーム２６の両側には、制動機３５を備えている。 制動機３５は、ブレーキレバー３６、３７のそれぞれ中央部付近をピン３８、３９によって垂直方向へ回動可能に枢支し、このブレーキレバー３６、３７の端部にばね４０のばね力を作用させることにより、他端部で走行レール１５を挟持して制動力を得るようにしている。 また、ブレーキレバー３６、３７に対してばね４０と反対の側には油圧シリンダー４１を備え、この油圧シリンダー４１の動作によりブレーキレバー３６、３７がばね力に抗して回動し、ブレーキレバー３６、３７の他端部が互いに離れて制動力が開放される。 油圧シリンダー４１は、本体フレーム２６に搭載した油圧ユニット４２との間で配管され、油圧ユニット４２の操作により油圧シリンダー４１が動作する。

図７は、油圧ユニット４２における油圧回路の概略図である。 油圧回路には、ポンプ４４、圧力計４６、アキュームレーター４８、リリーフ弁４９、及び電磁弁５０を備えており、管路の所要箇所には逆止弁４５及び流量制御弁４７が配置されている。 電磁弁５０は、通電することにより管路を開き、通電を止めることにより管路が閉じるようになっている。

この油圧回路において、電磁弁５０に通電していない状態のときにポンプ４４を操作すると、タンク４３の作動油は管路Ｐ１及び配管Ｐ３を介して制動機３５の油圧シリンダー４１及びアキュームレーター４８に送り込まれる。 これにより油圧シリンダー４１がブレーキレバー３６、３７に作用して、制動機３５の制動力は開放される。 管路の圧力が一定値に達すると、リリーフ弁４９が動作して油圧シリンダー４１に必要以上の圧力が作用しないようにしている。 ポンプ４４の動作を停止すると、逆止弁４５の作用により管路が閉じられて、管路内の圧力が保持される。 管路内の圧力は、圧力計４６で確認することができる。

次いで、上記の状態から電磁弁５０に通電すると管路Ｐ２が開かれて、油圧シリンダー４１及びアキュームレーター４８内の作動油は、管路Ｐ２を通ってタンク４３に排出される。 これにより、制動機３５のブレーキレバー３６、３７に対する油圧シリンダー４１の作用力が解除されて、制動機３５が制動力を得る。 ここで、管路Ｐ１に設けられた流量制御弁４７は、油圧シリンダー４１から排出される作動油の流量を調節するものであって、これを調整することにより制動の速さを調整することができる。

以上のように構成した油圧回路を制御するために、すなわち電磁弁５０への通電及び通電遮断の制御をするために、本体フレーム２６上には制御ユニット５１を備えている。 制御ユニット５１には、蓄電池と制御装置とを備えている。 蓄電池は、油圧ユニット４２の電磁弁５０及び制御装置に接続されており、また、制御装置には、車輪２５に隣接して備えた前記速度検出器３４からの出力が入力され、次のように動作する。 制御装置には、台車１６が制動を開始するときの走行速度に対応する速度検出器３４の出力値が設定されており、速度検出器３４からの出力値がこの設定値に達していないときには、制御装置は蓄電池と電磁弁５０との接続を遮断している。 速度検出器３４からの出力値が設定値に達すると、制御装置は蓄電池と電磁弁５０とを接続し、電磁弁５０に通電されて制動機３５が制動を開始する。 また、制御ユニット５１には、オシロスコープやデータロガー等の記録計を備え、速度検出器３４からの出力の経時変化を記録するようにしている。

以上の構成により、以下のようにして制動試験が行われる。 まず、重錘１１の支持台２２及び台車１６には、設定された質量を有する錘２３及びウェイト３１が搭載される。 錘２３及びウェイト３１の質量は、実際に車両が走行する線路の傾斜角及び実際に車両に搭載される荷重を考慮して設定される。 すなわち、試験において想定される車両の荷重条件が、満車状態又は空車状態により車両自体の荷重が決定され、これに基づいて、線路の傾斜角における車両の走行方向に作用する分力と走行レール垂直方向に作用する分力とを算出するとともに、これらの分力から重錘１１の質量及び台車１６の質量が設定される。

次に、重錘塔１０の上方に備えたホイスト２１により吊り滑車１２ないし重錘１１を上方へ引き上げるとともに、走行レール１５上の台車１６を重錘塔１０とは反対の方向へ移動させた後、台車固定梁１７に台車１６を連結する。 この時、台車１６に備えた油圧ユニット４２においては、ポンプ４４により油圧回路内の作動油を加圧してこれを保持しており、したがって、制動機３５は開放したままとなっている。

次いで、ホイスト２１を吊り滑車１２から取り外し、吊り滑車１２ないし重錘１１をワイヤー１４に受け渡すと、これによりワイヤー１４に張力が負荷され、台車１６に対する牽引力が発生する。 この状態から、台車１６と台車固定梁１７との連結を解除すると、重錘１１が降下するとともに台車１６がワイヤー１４に牽引されて加速する。 この後、台車１６の走行にともなって発生する速度検出器３４の出力値が、制御ユニット５１の制御装置に設定された設定値に達すると、制御装置によって蓄電池から電磁弁５０へ通電され、これにより制動機３５が動作して台車１６を制動する。 台車１６が走行を開始してから停止するまでの速度検出器３４に出力値は、連続して前記記録計に記録されており、これを解析することにより台車１６の制動距離、制動のタイムラグ、台車１６の速度変化等を知ることができる。

以上説明したように、本発明の制動試験装置は、実際の傾斜線路上の車両に対する荷重状態を水平線路上に再現して行うものであり、試験はもとより、これにともなう作業も水平面上で行うことができるので、安全に作業することができ、また、繰り返し試験を行うことも容易である。 また、重錘１１及び台車１６の質量は、これらに搭載する錘２３及びウェイト３１を調整することで任意の質量に変更することができるので、想定される線路傾斜や車両の荷重に対応した試験を容易に行うことができる。

１０ 重錘塔１１ 重錘１２ 吊り滑車１３ 誘導滑車１４ ワイヤー１５ 走行レール１６ 台車１７ 台車固定梁１８ ストッパー１９ 引き留めワイヤー２０ 掛止部２１ ホイスト２２ 支持台２３ 錘２４ 固定滑車
２５ 車輪２６ 本体フレーム２７ ガイドローラーフレーム２８ ガイドローラー２９ 連結部材３０ 連結部材３１ ウェイト３２ 駆動ギヤ３３ 従動ギヤ３４ 速度検出器３５ 制動機３６ ブレーキレバー３７ ブレーキレバー３８ ピン３９ ピン４０ ばね４１ 油圧シリンダー４２ 油圧ユニット４３ タンク４４ ポンプ４５ 逆止弁４６ 圧力計４７ 流量制御弁４８ アキュームレーター４９ リリーフ弁５０ 電磁弁５１ 制御ユニットＰ１ 管路Ｐ２ 管路Ｐ３ 配管