JP2012071804A - 車輪敷き詰め電車 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の高速電車よりさらに高速にする為に車輪と客車を分離したタイプの鉄道車両を提供する。
【解決手段】箱型の客車３１のみで、車軸を敷き詰めた上を走行する為に、客車の下部に前車輪ガイド１３、中央ガイド台１７、後車輪ガイド１４を設置し、ガイド軸で嵌装されているばかりで無く、車輪受けが装備されている。空転車輪３から外れ無い様に。前車輪ガイド、中央ガイド台、後車輪ガイドが空転車輪の接線方向に進行出来る様に、互いを連結して、指向する必要性がある。
空転車輪がカーブして敷き詰められている時、カーブ接線に沿って、進行する構造である。
【選択図】図１

Description

新幹線をさらに高速にする為に車輪と客車を分離したタイプである。

新幹線は車輪、駆動モータを車内に固定し車体を軽くし、駆動モータをより強力にする事でより高速進行を可能としている。磁気浮上リニア電車は線路の様に磁石を並べ、その磁気の反発力で客車を持ち上げ。前進力は客車の側面に超伝導磁石を並べ、客車の側面に在る超伝導磁石の引くのと、反発力を利用し走行する。
本発明は平成２２年 ３月３０日出願（４月 6日―発送番号０１６２５９）の空転車輪3の湾曲や、凹凸を吸収する為の特許出願である。

３月３０日出願（４月 6日―発送番号０１６２５９）

駅から駅の間、地上に回転する空転車輪３を１列対抗向かい合わせて敷き詰める。空転車
輪を回転させながら客車がその上を進む、客車の重量は動車輪１及び空転車輪３が受ける。空転車輪３は左右、上下に湾曲して敷き詰められている。

《図７，８》を見て、前車輪ガイド13、と中央ガイド台17の間をガイド前接続部18、中央ガイド台と後車輪ガイド14の間をガイド後接続部19で結合する。
客車を支える為の車輪に相当する部分であるが、これがレールに相当する空転車輪3の上を、脱線し無いで確実に走行する必要がある、その為に前、後車輪ガイド13,14が回転し、中央ガイド台17、が左右に摺動する必要がある。

これらの構造は前車輪ガイド13、中央ガイド17、後車輪ガイド14に設けられた車輪受け
22が、空転車輪3に沿って走行できる様に構築する。
その為に（前車輪ガイド13）−（中央ガイド台17）-(後車輪ガイド14)が連続、指向する必要がある、お互いをガイド前接続部18、ガイド後接続部19で結合する、
本発明はその結合方法を示す。

本発明の電車はどうしても高圧の中を走行する事となる為、客車を密閉する必要がある。
又ホームのカバーも密閉する必要がある。この為に各乗用ドア、と車体の間にエアチューブ59を装備し、膨張する事により密閉する。ドアその物を密閉するので無く、ドアと車体の間に.エアチューブ59を設け、これを膨張することで密閉する。

《本発明の客車のサスペンション構造》
（１）水平方向の揺らぎを吸収する。
《図４，５,８》を見ながら、空転車輪を敷き詰める、客車下部に固着した、ガイド軸16を中心に回転するが、前車輪ガイド13、後車輪ガイド14が、回転、揺動する構造である。
更に客車下部にガイドレール21を進行方向に垂直に設置し、それに嵌装するスライドガイド20に中央ガイド台17を固定、前車輪ガイドと中央ガイド台の間を前接続部１８で連結、中央ガイド台と後車輪ガイドの間を後接続部１９で連結する。更に前後接続部のガイド側を固定、他端に楕円穴30を設け、中央ガイド台の間をピン32によりピン結合する事により回転、摺動しながら走行する。

《図７,８》を見ながら、これによりガイドレール21に嵌装されたスライドガイド20が湾曲具合により横ずれをして、中央ガイド台17も横ずれする、これにより中央ガイド台に固着した車輪受け22が確実に、空車輪1の．上を走行して行く。ガイドレール21はスライドガイド20が進行方向に直角に横ずれする、同時に中央ガイド台が横にスライドする構造である。

（２）垂直方向の揺らぎを吸収する。
前車輪ガイド13、後車輪ガイド14のガイド軸16まわりに、エアクッション15を４個設置して上下方向の変動は級収する。
前、後車輪ガイドが空車輪3の凹凸に合わせ上下するが、エアクッションの弾力により、客車はあまり変動し無い事になる。

本発明請求項3は電車の、推進力が空気圧である為に、客車を密閉する必要がある。
車体とドアの間にエアクッション15を設け、それにエア配管103を装着しておく。
更にドアが閉まるとセンサーが作動する構造とする。センサーが作動すると空気を送る。

エアクッション15はゴム製であり、高圧の空気が封入されている、空車輪の並びの凹凸を拾う、のを避ける為である。ガイド軸16のまわりの固定穴はかなりの余裕を持って大きく開ける事により、前、後車輪ガイドは上下、左右に揺動可能な構造とする。

（１）客車の浮上の改善
磁気浮上リニアー電車の最大の欠点は線路の様に永久磁石を並べ、その磁気の反発力で客車を持ち上げ事だが、磁石は大きく高価であり、駅と駅の間全てに必要となり、その数は途轍も無く大量である。

（２）客車の前進の改善
前進力は客車の側面に超伝導磁石を並べ、磁石の引力と、反発力を利用し走行する。
この超伝導磁石は希少金属を多量に使い、特に高価であり、更に液体ヘリウムなどで、冷却して使うが、その扱いは難しく故障の原因となる。東日本JRリニア新幹線は、客車の左右両サイドに超伝導磁石を用いる為に、左右、2列で必要な事である。これは左右から乗ろうとしている乗客の邪魔となる、ばかりで無く、余りにも部品数が多くなる。

（３）新幹線の設置費用の改善
本発明の特徴は空気と言う安価な材料を用いて、高圧に圧縮するという、伝達方法はエネルギー損失が最も少ない伝達方法なのだ。あとは空気の漏れるのを少なくするだけ、更に最初の出だしの抵抗を少なくする為に、駅の近くでは動車輪１の動力を使い、初速の出だしの遅さを補う方法を用いる。

一度走りだすと高速で連続走行が可能である。一度走りだすと抵抗は少なく一定であり、車体の軽さと、動車輪の摩擦抵抗だけなのだ。これはベアリングの転がり抵抗である。
普通の電車が車輪及びそのサスぺンション、動力装置の重量を持って移動せざるを得ないが、本発明はこれらが必要無く、基本移動重量は客車の箱型のみの少なさである。

（４）客車がただの、箱型で車輪ガイドが無い場合は、空車輪3が作る湾曲半径が小さい時は、客車の下部の車輪受けを超えてしまい、脱線の危険がある。
どうしても空車輪3の接触ラインを超えてしまい、凹凸を全て拾う為、大変な振動を受ける事となる。

《本発明の構造》
《客車構造》《図３，５》を見ながら、移動重量は、箱型の客車と座席だけであり、その他保守システムのみである。中にエンジン52、コンプレサー49、燃料タンク51、発電機42、バッテリー47を内臓しているが、車内システム、ドアの開閉、車内灯、ブレーキを保守する物である。客車の下には。前車輪ガイド13、中央ガイド台17、後車輪ガイド14が進行方向に並んでおり、ガイド軸１６、がそれぞれに上下方向に嵌装されているが、ガイド軸１６を中心に回転する。

前車輪ガイド13、と中央ガイド台の間をガイド前接続部18、中央ガイド台と後車輪ガイド14の間をガイド後接続部19で結合する。 《図７，８》見てガイド前接続部18の後部をボルト80で固定し更にその後部に楕円穴30を設ける。この穴をピン32が貫き、中央ガイド台17に固定されている。ガイド後接続部19の前部に楕円穴30を設け、この穴をピン32が貫き、中央ガイド台17に固定されている。

さらにガイド後接続部19の後部をボルト80で後車輪ガイド14に固定する。
ガイド後接続部18の後部をボルト80で固定し前部に楕円穴30を設ける、この穴をピン32が貫き、中央ガイド台17に固定する。これらの構造は前車輪ガイド13、中央ガイド台17、後車輪ガイド14に設けられた車輪受け22が空転車輪3に沿って走行出来る為の物である。

《ブレーキ構造》《図４，５》を見ながら
更に客車の離れた所にシリンダー取付部55を設けブレーキ板79のレバー軸56に向けシリンダー59を装備する、これによりシリンダー75の伸縮によりブレーキ板79が上下する。
ブレーキ板79が最下部に達すれば、床板33に圧接する事となり摩擦によりブレーキ効果が期待出来る。このブレーキ効果は直接効く為に、利きすぎる欠点も持つ。
この為にブレーキ板79の圧力を２段階にしなければならない。

《レール構造》
《図５、９》を見ながら、空転車輪3は電車のレールと同じ働きをするが、どうしても真っ直ぐに敷く事は出来ないし、高低差もかなりの場所で存在する。基本的に空車輪3を対抗１列で敷き詰めるが駅の内部と、近隣は動車輪１を敷き詰める。
更に駅の前後の数１００メートルの間や、急坂や急カーブにも動車輪１を敷き詰める、なぜなら減速し、急加速は出来無い動力構造である。

保全の問題はその内部のベアリングに、良く給油をするのみであります。
動車輪1、空転車輪3は《図3,4》の様に円柱形の外側に外れ止めの動車輪凸部2、空転車輪凸部4が存在する、いずれも客車31が脱線するのを防ぐ役をする。

《駅構造》
《図9,10,11》を見ながら、普通の駅の配置図は第１〜４ホームが存在し、通過レールは4本ある。第２，３ホームは中央の直線部分で特急が普通電車を追い越す為にある。
これらの全てのレールには動車輪１が敷き詰められている。そして停車し、乗客の乗降を済ませて発進するか、完全に高速通過するか、どちらかの方法を選択する。

もちろん電車の時刻表に合わせるのは当然の事である。動車輪１は駆動モータ24、にCVT変速機28が取り付けられ、中央指令所99の指令通りに回転数を上げ下げする。
CVT変速機28は５０〜５００回転まで加減速出来るタイプを選ぶ最大回転で時速３００キロになる様にギアの選定をする。

CVT変速機28には制御器39が取り付けられ中央指令所99の指令通りに回転数を上げ下げする、制御器39は有線、無線でも良い。制御器39はそれぞれのCVT変速機28や
軸減速機65に取り付けてあり、中央指令所99から指令で全て制御可能である。
駅の昇降には各ホームにも風圧から人々を守る為のホーム扉94が設けてある。
《図10》を見ながらホーム扉94が開くと電車ドア93が開く構造となっている。

駅のホームは全てカバーで覆われている、通路の高圧空気が乗客に及ぼすのを、防ぐ為である。又電車に乗客が乗るために、ホーム扉92が開く所に電車ドア91が在る位置と一致する。第２，３ホームは中央の地下通路で通じている、
駅の上レール分枝部77は２ツのレールをまとめ１本にして次の駅に続く、駅の下のレール分枝部77は１本のレールを２ツのレールに分けて駅ホームに続く

《図9》左下レールを見ながら、レール分枝部77にある指向動輪10が、左右に回転できる構造としてある、これによって客車が第1ホームか第２ホームに指向するか、決定する。
右上レールを見ながら、レール分枝部77にある指向動輪10が、左右に回転できる構造としてある、これによって客車が第３ホームか第４ホームに指向するか、決定する。

《動力室の構造》
《図11》を見ながら、この図の上部は通路(低圧) 55通路(高圧)54が連続しているが、
電車が走る前後の風圧は相当な圧力である、この風圧は動力室88のターボコンプレーサー74によって作られるが、能力は不足ぎみである、その為にエアタンク73が存在し、ここから高圧空気が電磁ストップ弁48を経て通路へ吐出する。

エアタンク73の内圧が1気圧の８倍の高圧である為、この空気量はかなりの量となる。これらの合計空気量が駅から駅の間の通路内の体積より大きい、
（通路体積）X(圧力)＝仕事量、これらに供給される空気は地表から通気口85エアダクト86を経て調達し、通路に吐出される。

《客車のドアの構造》
《図1３〜１５》を見ながら、車内からドアを見た図であるが、ドア91は普通の板状の形をしている。モーター102、ドアレーバー97、ドア滑車98が動いてドア91を押して、開閉する。ドア金属104が４角形の板であるが中心が４角形で、人が通過する穴が開いている。その裏側はエアチュウ―ブ59が張り付きゴムのジャバラ構造であり、空気、流動体が流入すると、膨らむタイプである。

ドア91その物が開閉し普通に閉まると、車体内部に貼り付けてあるエアチュ―ブ59に空気が流入しエアチュ―ブ59が膨張するとドアに張り付き、車内と外部が遮断される。
《図14》はドアが閉まる前である、エアチュウーブは縮んでいる。ドアが閉ったら、エアチューブは膨らんで密着するから、エアが逃げないように成る。

《運行のシステム》
《図９》を見ながら、推進力は後方からの風圧及び、前方からの吸引圧であるが。風圧を作り出す為には大量の高圧空気が必要で駅の前後に動力室があり、そこにエアタンク、７３とターボコンプレッサー７４が備わり、大量の高圧空気を地下通路に供給する。この空気によって客車３１の後部を押す、これで推進力を得る。

《図３》を見ながら、当然高圧空気は客車と通路の間を通過しようとする、これを防ぐ為に客車側面に風受け ５，７、上下に上、下風受け８，９を設ける。風受け５，７に風受けゴム62 上、下風受け８，９の先端に上、下風受けゴム61,63を貼り付ける。左右、上、下風受けゴムの先端は通路に接触するし、擦る事はあるが、空気の漏れるのを防ぐ作用をする。

《図１１》左上側、動力室88を見ながら）到着駅の手前に動力室88があり、そこに真空タンク、７0とターボコンプレッサー７４が備わり、大量の空気を地下通路から引き抜き外部へ排出する。この負圧空気によって客車３１の前部を引く、これで推進力を得る。
当然空気は客車と通路の間を通過しようとするが左右、上、下風受けゴムの先端は通路を閉鎖しようとする。客車31の前面は吸引され、後部は押圧され走行する。

中央指令所で
（１）駅での乗客の昇降、時刻表に合わせる
（２）客車の位置―ドアの開閉を決定
（３）客車のスピードを加減（空気圧の）する
（４）駅に到着する予定時間
（５）駅のホームの選定、停車位置、これらをインプツト、運行表を実行する。

各制御機器39に指令を指示し、運行して行くが大切な、必要スピードと馬力は十分考慮の必要がある。遅くするか、早くするかで、最大スピードを決定する事でシステムは決定する。（客車の後部面積）X(作用する空気の圧力)＝推進力 で加速力が決まる
しかし駅のあたり、では乗客の乗り心地を優先するべきである。さらに駅の近くで客車を発車する時にはエアタンク73の圧縮空気が放出される為、出足は良いが駅から離れた位置ではターボコンプレッサー74の圧縮空気が放出されるだけの押す力である。

《図18,19》を見て、第２実施例を示す物である。このタイプは動車輪1のみが推進力であるが、空中を飛ぶ為に早い高速が実現できる。
車体107 左右両側には、下翼108が装着してある。車輪床カバー23、サイドカバー26上カバー27、が存在しないタイプである。このタイプは推進力に空気を使わ無い。

翼下受け壁109が通路の両側にある為に脱線しないし、下翼108の下から空気が噴出している。

本発明に依る実施例１概略図 前、後車輪ガイド、中央ガイド台の概略図 《図 1》の A―A矢視図 《図 1》の B―B矢視図 《図 ３ 》の電車走行時の左側面図 《図 ５ 》の客車上面図 《図 ５》の C―C部断面図 《図 ７》の拡大図 駅の登り、下り、動力部上面図 駅登り、下り、乗客乗り換え部拡大上面図 《図 ９》 の動力部拡大上面図 電車走行レール通路部の上面図 電車ドアのエアチュウ―ブ部の概略図 《図１１》のE部拡大図 電車ドア内側からの全閉寸前の正面図 《図 ３》平野部で カバーを付けた形A-A矢視図 《図 ４》の 平野部B-B矢視図 実施例２の前、後車輪ガイドと車体の概略図 実施例２の横断面図

１・・・・・動車輪 ２・・・・・動車輪凸部
３・・・・・空転車輪 ４・・・・空転車輪凸部
５・・・・・風受け ６・・・・・風受け軸
７・・・・・風受け ８・・・・・下風受け
９・・・・・上風受け １０・・・・・指向動輪
１１・・・・両端動車輪台 １２・・・・・空転車輪台
１３・・・・前車輪ガイド １４・・・・・後車輪ガイド
１５・・・エアクッション １６・・・・・ガイド軸
１７・・・・中央ガイド台 １８・・・ガイド前接続部
１９・・・ガイド後接続部 ２０・・・・スライドガイド
２１・・・・ガイドレール ２２・・・・車輪受け
２３・・・・運転手, ２４・・・・駆動モーター ,
２５・・・・車輪床カバー ２６・・・・サイドカバー
２７・・・・上カバー ２８・・・・・CVT変速機
２９・・・・・エアパイプ ３０・・・・・・楕円穴
３１・・・・・客車 ３２・・・・・・ピン
３３・・・・・床板 ３４・・・・・・座席
３５・・・・・第１ホーム ３６・・・・・第２ホーム ３７・・・・・第３ホーム ３８・・・・・第４ホーム ３９・・・・・制御器 ４０・・・・・基礎サイド

４１・・・・・制御機器 ４２・・・・発電機
４３・・・・・地下通路 ４４・・・・・扉シール
４５・・・・バッテリ ４６・・ポンプ、モータ付
４７・・・・・乗客 ４８・・・電磁ストップ弁
４９・・・コンプレーサー ５０・・・・エアタンク
５１・・・・燃料タンク ５２・・・・エンジン
５３・・・・通路(低圧側 ５４・・・・通路(高圧側
５５・・シリンダー取付部 ５６・・・・レバー軸
５７・・・ブレーキ取付部 ５８・・・・ブレーキレバー
５９・・・エアチュウ―ブ ６０・・・・エアダクト
６１・・・上風受けゴム ６２・・・・風受けゴム
６３・・・下風受けゴム ６４・・・・ポンプ室
６５・・・軸減速機 ６６・・・・シリンダー軸
６７・・・シリンダー ６８・・・・シリンダー軸
６９・・・角度指示器 ７０・・・・真空タンク
７１・・・駆動モーター ７２・・・・コンプレーサー
７３・・・エアタンク ７４・・ターボコンプレッサー
７５・・・シリンダー ７６・・・・
７７・・・レール分枝部 ７８・・・・レール閉鎖扉
７９・・・ブレーキ板 ８０・・・ボルト

８１・・・車窓 ８２・・・・空圧動力
８３・・・レバー軸 ８４・・・車内エアタンク
８５・・・通気口 ８６・・・エアダクト
８７・・・操縦機 ８８・・・動力室
８９・・・動軸 ９０・・・連結器
９１・・・ドア ９２・・・ホーム扉
９３・・・モーター軸 ９４・・・動車輪ギア
９５・・・チエン ９６・・・モーターギア
９７・・・ドアレバー ９８・・・ドア滑車
９９・・・中央指令所 １００・・・吐出口
１０１・・ドアギア １０２・・・モータ
１０３・・エア配管 １０４・・・ドア金属
１０５・・センサー １０６・・・
１０７・・車体 １０８・・・下翼
１０9・・・翼下受け壁

Claims (3)

1. 駅から駅の走行区間に、回転可能な空転車輪を敷き詰め、その上を走行し到着可能とする電車において、客車下部に固着した、ガイド軸16に嵌装する、前車輪ガイド13、後車輪ガイド14が、回転、揺動する車輪敷き詰め電車
2. 上記記載客車下部にガイドレール21を進行方向に垂直に設置し、それに嵌装するスライドガイド20に中央ガイド台17を固定、前車輪ガイドと中央ガイド台の間を前接続部１８で連結、中央ガイド台と後車輪ガイドの間を後接続部１９で連結し、更に前、後接続部の車輪ガイド側を固定、他端に楕円穴30を設け、中央ガイド台の間を、ピン32により連結する事により摺動する事を特微とする特許請求第一項記載車輪敷き詰め電車
3. 上記記載の客車車体とドアの間に少なくとも1個以上のエアチューブ59を挟む構造とし、ドアを閉鎖した後に、エアチューブ５９に空気、流動体を流し込み膨張させ外部と遮断する事を特微とする特許請求第一項記載車輪敷き詰め電車
   

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