JP2022546847A - 改良されたインターモーダル輸送システム - Google Patents

Abstract

改良されたインターモーダル貨物輸送のためのシステムを本明細書に記載する。相互接続された支持トラスに有益に荷重構造を移動させ、下に吊り下げられた車輪を装備した貨物コンテナを備えた列車の上端部スパインを形成する、改良されたキャリッジ及び支持トラスが提供される。ターミナルに入ると、レールに隣接の床が、コンテナの車輪がコンテナの重量を支持するまで徐々に上昇するよう構成されてもよい。コンテナの列車との接続部は、コンテナ交換ステーションと適切に位置合わせされるとコンテナを列車から解放するように構成されてもよく、かつコンテナの車輪は枢動するように構成されてもよく、これによりコンテナが列車の脇に外されて別のコンテナと交換することを可能にする。これにより、コンテナを持ち上げる、または貨物車両構成要素のいずれかを取り外す必要なく、コンテナを交換することが可能になり得る。【選択図】図６Ｂ

Description

関連出願
本出願は、２０１９年９月５日に出願された米国仮出願第６２／８９６，３６６号の優先権を主張するものであり、その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、インターモーダル貨物輸送およびその構成要素の改善に関する。

完成品または原材料を問わず、貨物の生産現場から市場への移動は、現代の経済に不可欠である。インターモーダル貨物輸送は、複数の輸送形態（例えば、鉄道、船舶、およびトラック）を使用した、インターモーダルコンテナまたは車両での貨物輸送を含み、通常は完成品または原材料を輸送するために使用される。トラック輸送は、地上貨物輸送の最もエネルギー効率の低い形態であるにもかかわらず、典型的には、比較的効率的で、より安全で、より大量の物品の輸送を容易にする鉄道輸送よりも頻繁に使用される。トラック輸送率が鉄道輸送率よりも高いにもかかわらず、高価値の完成品の大半はトラックで移動され、これは、荷送人の最優先の懸念事項が速度と配達時間の予測可能性であり、在庫コストの管理、価格の抑制、および競争力の維持を可能にするためである。従来の鉄道設備の運用特性により、これらの基準で測定した場合、鉄道がトラックと競合することは非常に困難である。

残念ながら、我々のトラック輸送への依存は、トンマイル当たりのインターモーダル鉄道サービスの３～４倍の大気汚染を生み出すため、より高い温室効果ガス（ＧＨＧ）排出量をもたらす。また、トラック輸送は社会に他の費用も課す。例えば、トラック輸送に依存すると、高速道路の混雑が増加し、その結果、数十億ガロンの追加燃料の購入および消費、ならびに交通渋滞での数十億の工数の浪費が発生する。また、高速道路車両の走行マイルの１０％未満を占めるにもかかわらず、車両によって引き起こされた高速道路舗装損傷の９０％以上を大型トラックが占めている。大型トラックが関与する事故では、毎年、鉄道の７～８倍の人が死亡し、約２５倍の人が負傷している。

鋼製レール上の鋼製車輪のエネルギー効率が十分に理解され、他の外部費用が軽減される鉄道貨物輸送へのモーダルシフトがあれば、産業と社会にとって有益である。しかしながら、この目標にはほとんど対処されていない技術的／設計的な障害がある。したがって、所望のモーダルシフトを容易にするために、従来の鉄道設備の設計および操作における固有の制限に対処する必要がある。

従来の列車は、一連の貨車を連結することによって組み立てられ、ネットワークを通過する際に、同様の目的地を有するブロックにまとめられている操車場で停車させられ分解される。これらの操車場活動には、機器、労働、およびエネルギーが集中し、多くの従業員の負傷の現場である。その後、列車を派遣するのに十分なブロックが組み立てられるまで、貨車は保持され、これには通常１日を要す。出荷のルートによっては、いくつかのそのようなヤードを通過し、ある鉄道から別の鉄道に移送される可能性があり、さらなる遅延を引き起こし得る。次に「最後のステップ」、すなわち散在した場所での最終的な配達または集荷は、関係する労働力および設備の多大なコミットメントのために、鉄道にとって依然として課題である。その結果、普通列車の派遣を正当化するために十分な量が組み立てられるまで、再び貨車は保持される。これらの運用特性は、速度および予測可能な納期が顧客満足の重要な構成要素である高価値貨物のためのトラック輸送と競合する鉄道輸送の能力を妨げ、結果として、上述の車扱いサービス（すなわち、貨物の貨車上への積み込みまたは貨車内への積み込み）は、鉄道収益のシェアの減少を表す。

鉄道の燃料と労働効率が移動の長距離部分に使用され、トラックが積荷を集めて最終的な配達を行う鉄道インターモーダルは、サービスと効率の問題に部分的に対処し、米国の貨物鉄道収入の最大単一のソースに成長した。鉄道会社は、操車場を避けるためにユニット列車を使用し、負荷密度を高めるためにウェルカーをダブルスタックにすることで、インターモーダルサービスの効率を向上させている。しかしながら、これらのユニット列車のサイズとそれらが運搬するコンテナ量により、インターモーダルターミナルの規模は拡大し、数は減少し、効率的なインターモーダル貨物輸送によって提供される市場は、最大の都市部のみに制限されている。その結果、トラックの交通が集中し、騒音と大気汚染が発生したことで、政治的に不人気になっている一方で、大規模な土地の必要性により、比較的僻地に立地することを余儀なくされ、ドレージ輸送費用が増加している。さらに、これらの大型インターモーダルターミナルのコンテナの平均滞留時間は、４０時間を超えることがある。そこで、従来の鉄道事業に固有の摩擦および非効率性を克服することに努めながら、他の非効率性を導入し、サービス市場を制限するような調整を行ってきた。それらの市場は、荷送人がより小さく、より頻繁な出荷に向かっているときに、より少ないエネルギーと労力で大きくて重いものを動かすという、市場の主要な競争上の利点として認識しているものを倍増させた。その結果、単に鉄道輸送に時間がかかりすぎ得るため、コンテナが鉄道の代わりにトラックで出荷される場合がある。例えば、しばしばコンテナはシカゴから４５０マイル以上離れたピッツバーグまで陸上輸送されることがあるが、これは鉄道での輸送にかなりの時間を要するからである。移動の両終端地でトラックおよび／または鉄道車両にコンテナを乗せるためのリフト費用と組み合わせた陸上輸送費用は、貨物トン数の８０％以上が５００マイル未満の移動であるにもかかわらず、インターモーダルサービスの損益分岐点の距離が５００マイルを超えるように制限されている。

貨物の有意義な共有を高速道路から鉄道に移行させるためには、鉄道がより短い距離とより小さな積載量でトラック輸送に競争力のあるサービスを提供できるようにするために、インターモーダルサービスの運用特性を改良する必要がある。

本開示の様々な実施形態は、改良されたインターモーダル貨物輸送のためのシステムを含み得る。本明細書に記載のシステムは、従来の貨車の構造的な再設計を含んでもよく、再設計は、荷重構造を相互接続された支持トラスに有益に移動させるキャリッジおよび支持トラスを含んでもよく、列車の上端部スパインを形成し、貨物コンテナが下に吊り下げられる。これらの支持トラスは、一緒に結合されるとき、列車の線形完全性を列車に提供し得る。様々な実施形態では、貨物コンテナは、車輪を装備し得る。ターミナルに入ると、レールに隣接するレール間の床が、コンテナの車輪がコンテナの重量を支持するまで徐々に上昇するように構成されていてもよい。コンテナの列車との接続部は、コンテナ交換ステーション（ＣＥＳ）と適切に位置合わせされるとコンテナを列車から解放するように構成されていてもよく、かつコンテナの車輪は枢動するように構成されていてもよく、これによりコンテナが列車の脇に外されて別のコンテナと交換することを可能にする。これにより、コンテナを持ち上げる、または列車の貨物車両構成要素のいずれかを取り外す必要なく、コンテナを交換することが可能になり得る。本明細書に記載のシステムは、上で考察される様々な欠点に対処し、従来のインターモーダル輸送システムよりも追加的または代替的な利点を提供し得る。様々な実施形態では、本明細書に記載のシステムは、例えば、鉄道線路および／または鉄道スイッチなどの既存のインフラストラクチャに対するいかなる修正も必要とせずに、これらの欠点に対処する。

様々な実施形態では、改良されたインターモーダル貨物輸送システムは、コンテナの積荷をキャリッジに移送し、結合器で列車を長手方向に接続するように構成された、支持トラスを含み得る。トラスおよび結合器は一緒に、列車の上部に、たるみ動作を排除する関節運動スパインを形成する。様々な実施形態では、接続ピンは、支持トラスの一方または両方の端部に垂直に溶接され、結合器内のスロット付きシリンダに滑り込み、支持トラスが旋回するが、それらを垂直に保持することを可能にし得る。様々な実施形態では、支持トラスは（一方または両方の端部で）接続ピンに対して先細状であり得、支持トラスがコーナリング中に結合器で枢動することを可能にする。様々な実施形態では、個々の支持トラスは、電気配線および／または制御配線を収納し得る。例えば、配線は、トラスの中空管内に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、上から結合器のスロット付きシリンダに接続ピンを挿入すると、トラス間の電気配線および／または制御配線回路が完結する。いくつかの実施形態では、トラスの積載量を増加させるために追加の設備を含んでもよい。例えば、ケーブルが隣接する支持トラスに（例えば、ケーブルの両端部のフックを介して）取り付けられ得、接続ピンの上部に配置されたジャッキは、ケーブルを引張状態で配置して支持トラスのたわみを減少させ、その積載量を増加させるように構成され得る。

様々な実施形態では、支持トラスは、支持トラスに取り付けられ、効率的な積み下ろしを容易にするためにコンテナを迅速に把持および解放するように構成された、機械的フックを含み得る。様々な実施形態では、支持トラスの長さおよび機械的フックの間隔によって、２つのコンテナがキャリッジ間に収容されることを可能にし得る。機械的フックは、コンテナの上部に支持ループを容易に通すための先細状の端部を含み、垂直移動を最小限に抑える緊密な接続を形成するように延在し得る。様々な実施形態では、フックおよび／または支持ループの位置は、負荷を均等に分散するように事前設定され得る。様々な実施形態では、支持ループを介して機械的フックをコンテナに接続することは、コンテナと支持トラスとの間に軸を形成し得る。様々な実施形態では、機械的フックは、支持トラスの下弦材によって枢動し、かつ支持トラスの下弦材によって支持されるように構成され得る。いくつかの実施形態では、コンテナがフックから押し出されるのを防ぐために、安全ラッチが提供され得る。

様々な実施形態では、改良された貨物コンテナは、支持トラスとともに使用するために提供され得る。様々な実施形態では、個々のコンテナの両端部の巻き上げ式ドアは、平台上の２つのコンテナがセミトレーラと同様に積み下ろしされることを可能にするように、内側および／または外側から操作可能であり得る。いくつかの実施形態では、キャリッジおよび陸上輸送トラックは、移動するときに雨をよけるためのシュラウドを備え得る。様々な実施形態では、コンテナの車輪の標準化された位置およびサイズにより、コンテナが保管中および／または船上で積み重ねられることを可能にし得る。個々のコンテナの輪軸は、各端部に格納式の牽引棒を備えた操舵機構を有し得る。いくつかの実施形態では、操舵機構はまた、両方の牽引棒が格納されたときに横方向に移動することを可能にしてもよく、これにより、コンテナは、積み下ろしの際にトラスの下の位置に押し込まれ、その位置から外れることができる。

様々な実施形態では、改良されたインターモーダル貨物輸送システムは、本明細書に記載の支持トラスとともに使用するための改良されたコンテナ交換システムを含む。本明細書に記載の改良された設計を有する列車がターミナルに入ると、コンテナの車輪がそれらを支持するまで、線路に隣接し、線路の間にある床面高さは、徐々に上昇し得る。様々な実施形態では、列車は、積み下ろしのためにスケジュールされたコンテナが正しいＣＥＳ上に配置されると停止され得る。適切に位置合わせされると、到着コンテナは列車から切り離され、コンテナの車輪は、ＣＥＳの枢動床板によって回転され、これがコンテナ車輪の案内路に沿ったレール溝の橋渡しをする役割も果たす。コンテナが適切に位置合わせされて列車から切り離されると、コンテナは側面に移動させられ得、一方出発するコンテナは、隣接する待機ステーションからトラスの下の位置に同時に移動させられ得る。次いで、枢動床板は、枢動して元の位置に戻り、コンテナフック接続および下弦材接続が行われ、列車は、次の一連のコンテナを交換するために出発もしくは前方に移動し得る。

本明細書に開示されるシステムのこれらのおよび他の目的、機能、および特徴は、添付の図面を参照して以下の説明および添付の特許請求の範囲を考慮すると、より明らかになり、それらのすべては、本明細書の一部を形成し、同様の参照符号は、様々な図面における対応する部分を指定している。しかしながら、図面が単に例示目的および記載目的のためのものであり、本発明の限定の定義として意図したものではないことを明確に理解されたい。本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」の単数形は、文脈が明示的に別様に示さない限り、複数の指示対象を含む。

図面は、例示のみを目的として提供され、単に典型的なまたは例示的な実施形態を図示している。これらの図面は、読者の理解を容易にするために提供され、本開示の幅、範囲、または適用可能性の限定と見なされるべきではない。明確に説明しやすくするために、これらの図面は必ずしも縮尺どおりに描かれるとは限らない。

本発明の一実施形態による、例示的な支持トラスのブロック図の側面図である。 本発明の一実施形態による、例示的な支持トラスのブロック図の断面図である。 本発明の一実施形態による、例示的な支持トラスの片方の端部のブロック図の上面図である。 本発明の一実施形態による、図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃに図示される例示的な支持トラスの積載量を増加させるように構成された、例示的なジャッキのブロック図の側面図である。 本発明の一実施形態による、例示的な支持トラスに取り付けられた例示的なコンテナのブロック図の側面図である。 本発明の一実施形態による、機械的フックを介して例示的な支持トラスに取り付けられた、例示的なコンテナのブロック図の端面図である。 本発明の一実施形態による、コンテナを支持トラスに取り付けるために使用される機械的フックが格納されたときの、例示的な機械的フックのブロック図の端面図である。 本発明の一実施形態による、支持トラスに取り付けられた例示的な貨物コンテナのブロック図の側面図である。 本発明の一実施形態による、支持トラスに取り付けられた例示的な貨物コンテナのブロック図の端面図である。 本発明の一実施形態による、ターミナルの床の案内路に車輪がある状態の例示的なコンテナのブロック図の端面図である。 本発明の一実施形態による、例示的なコンテナ交換ステーションのブロック図の上面図である。 本発明の一実施形態による、例示的なコンテナ交換ステーションのブロック図の上面図である。 本発明の一実施形態による、例示的なキャリッジおよび枢動結合器アセンブリのブロック図の端面図である。 本発明の一実施形態による、例示的なキャリッジおよび枢動結合器アセンブリのブロック図の側面図である。 本発明の一実施形態による、例示的な結合器のブロック図の端面図である。 本発明の一実施形態による、例示的な結合器の枢動結合器アセンブリの枠組みへの取り付けの一部分を示すブロック図の側面図である。 本発明の一実施形態による、例示的な結合器のブロック図の上面図である。 本発明の一実施形態による、例示的な枢動結合器アセンブリのブロック図の端面図、ならびに例示的な枢動結合器アセンブリが、各キャリッジに含まれる３つのリング構造および枢動締め具とどのようにインターフェースするかを示す。 本発明の一実施形態による、コーナリング中の例示的なキャリッジおよび枢動結合器アセンブリのブロック図の端面図である。 本発明の一実施形態による、例示的な枢動結合器アセンブリのブロック図の側面図である。 本発明の一実施形態による、例示的な枢動結合器アセンブリのブロック図の上面図、ならびに例示的な枢動結合器アセンブリが、各キャリッジに含まれる３つのリング構造および枢動締め具とどのようにインターフェースするかを示す。 本発明の一実施形態による、例示的な下弦材コネクタの、コーナリング時に延長されたときおよび直線線路上で格納されたときの両方のブロック図の上面図である。 本発明の一実施形態による、例示的なキャリッジ操舵機構のブロック図の上面図である。 本発明の一実施形態による、直線線路上で平行な車軸を有する例示的なキャリッジ操舵機構のブロック図の例示図である。 本発明の一実施形態による、カーブ線路上で角度の付いた車軸を有する例示的なキャリッジ操舵機構のブロック図の例示図である。 本発明の一実施形態による、例示的なキャリッジ操舵機構のブロック図の側面図である。 本発明の一実施形態による、キャリッジ操舵機構の例示的なスロット付きバーのブロック図の上面図である。 本発明の一実施形態による、バラスト重りが移動している状態の例示的な制御車のブロック図の側面図である。 本発明の一実施形態による、図１１に図示する例示的な制御車の例示的なアーチ型支持梁のブロック図の上面図である。 本発明の一実施形態による、図１１に図示する例示的な制御車の例示的なアーチ型支持梁のブロック図の前面図である。 本発明の一実施形態による、図１１に図示する例示的な制御車の例示的なアーチ型支持梁のブロック図の側面図である。 本発明の一実施形態による、列車がカーブを回るときの、図１１に図示する例示的な制御車の例示的なアーチ型支持梁のブロック図の上面図である。 本発明の一実施形態による、列車がカーブを回るときの、図１１に図示する例示的な制御車の例示的なアーチ型支持梁のブロック図の前面図である。

本明細書に記載の発明は、改良されたインターモーダル貨物輸送のためのシステムに関する。改良されたこのインターモーダル貨物輸送システムは、適切に接続されたときに機能が強化された列車を形成する、一連の標準化された交換可能な構成要素のアセンブリとして部分的に記載され得る。例えば、様々な実施形態では、本明細書に記載の発明による列車は、貨物車両構成要素を含み得、この貨物車両構成要素には、一体型の枢動結合器アセンブリ（ＰＣＡ）を含むキャリッジ、支持トラス、ならびに一方または両方の端部で貨物コンテナがトラスの下に吊り下げられている制御車が含まれ得る。様々な実施形態では、支持トラスは、キャリッジの上部の結合器に接続するように構成されていてもよい。結合器を介して接続されると、支持トラスは、列車に線形完全性を提供する関節運動スパインを形成することができる。様々な実施態様では、支持トラスの下に吊るされたコンテナおよび電力パックまたは発電機はまた、互いにかつ各隣接キャリッジの下端部に連結されて、キャリッジの枢動結合器アセンブリと連携して列車の安定性およびコーナリング特性を強化するように働く列車の底部に、第２の直線接続を形成し得る。様々な実施態様では、これらの吊り下げられた構成要素の各々は、自動化された様式によりターミナルで他の部品と交換されることを可能にするために、取り外し可能であってもよい。これらの構成要素の取り外しおよび交換にはわずかな時間しかかかり得ず、かつ持ち上げる必要はない。様々な実施形態では、列車の前方および／または後方に位置する制御車は、コーナリング／屈曲時に列車（すなわち、コンテナおよびキャリッジを支持するトラス、ならびにトラスおよびコンテナを枢動結合器アセンブリを介して接続するように構成されたキャリッジ）を制御するために、線路の曲率の変化を感知するように構成され得る。本明細書に記載の実施形態は、これらの具体的な詳細なしに、または同等の配置で実践され得ることが、当業者によって理解されるであろう。様々な事例において、実施形態を不必要に曖昧にすることを避けるために、周知の構造およびデバイスはブロック図形式で示す。

支持トラス
図１Ａは、本発明の一実施形態による、支持トラス１００のブロック図の側面図である。様々な実施形態では、支持トラス１００は、コンテナ積荷をキャリッジに移送し、結合器で列車を長手方向に接続するように構成することができる。様々な実装形態では、本明細書に記載の構成要素を含む列車の長さは、列車を編成する支持トラス１００の数によって画定され得る。支持トラス１００の数は、列車が輸送できる貨物コンテナの数を示し得る。様々な実装形態では、列車は、各支持トラス１００が少なくとも２つのキャリッジによって確実に支持されるようにするために、支持トラスよりも少なくとも１つ多くのキャリッジを常に有し得る。様々な実施形態では、個々の支持トラス１００は、電気（電力）配線および／または制御配線ハーネスを収納し得る。例えば、支持トラス１００は、電力配線および／または電気配線を収納する１つ以上の配線ハーネスを（内部にかつ／または外部取り付けによって）有して、電力、エネルギー、および／または電気信号（例えば、診断データ、命令、および／または他の信号）を、支持トラス１００をわたって列車の全長に沿って各構成要素に分配することができる。いくつかの実施形態では、支持トラス１００の下弦材の管が、電気配線および／または制御配線を収納するように構成されていてもよい。例えば、配線は、一部またはすべてのトラスの中空管の内側に配置され得る。いくつかの実装形態では、列車全体の送電グリッドおよび／または制御システムを形成するために、列車のすべての支持トラス１００が、電気配線および／または制御配線を収納してもよい。様々な実施形態では、支持トラス１００は、コンテナを上から把持するための機構を含み得る。様々な実施形態では、支持トラス１００は、三角形の断面を有する管状の空間フレームを含み得る。例えば、図１Ｂは、図１Ａの線Ａ－Ａに沿った支持トラス１００の断面図を示す。軽量であるが強固な支持トラス１００は、確立された技術を利用するように構成されていてもよい。様々な実施形態では、支持トラス１００の長さおよびコンテナフック間の間隔によって、２つのコンテナがキャリッジ間に収容されることを可能にし得る。例えば、単一の支持トラス１００は、長さ５０フィートであり得る。他の実施形態では、コンテナは、１つ以上のコンテナが収容され得るように異なる長さで構築されてもよい。キャリッジおよび／またはトラスの長さも同様に変化してもよい。例示的な実装形態では、支持トラス１００および／またはコンテナの長さは、需要に基づいて最適化されてもよい。支持トラス１００および／またはコンテナの長さに基づいて、本明細書に記載の様々な構成要素（コンテナフックの位置、コンテナ交換システムの構成、および／またはインターモーダル貨物輸送システムの他の構成要素など）は、相応に製造および／または修正され得る。

様々な実施形態では、支持トラス１００は、少なくとも１つの接続ピン１１０、１つ以上の溶接鋼板１２０、１つ以上の円錐状のころ軸受１３０、および／または１つ以上の他の構成要素を含み得る。様々な実施形態では、接続ピン１１０は、支持トラス１００上の各端部に設けられ得る。個々の支持トラス１００は、結合器で長手方向に接続され得る。例えば、図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃに関して本明細書にさらに記載するように、各個々の支持トラス１００は、結合器に接続され得る。様々な実施形態では、接続ピン１１０は、各水平端部（すなわち、支持トラス１００の前および後）に垂直に溶接され、結合器内のスロット付き垂直シリンダに上から滑り込むことができる。完全に係合されると、接続ピン１１０を結合器に挿入することによって、電源回路および制御配線回路が完結し得る。様々な実施形態では、ピン結合器アセンブリは、支持トラスと結合器との間の接続の質に関して、管理者に即時のフィードバックを提供する電源回路および／または回路接続を含み得る。例えば、回路は、ピンが結合器のスロット付き垂直シリンダ内の所定の位置に完全に挿入および／またはロックされると完結することができ、これにより診断ディスプレイが相応に更新され得る。いくつかの実施形態では、第１の支持トラスのピンを結合器に挿入することにより、第１の支持トラスと、この結合器に接続された第２の支持トラスとの間の電気回路が完結され得る。前述の実施形態では、電気回路を完結することにより、第１の支持トラスが結合器（または結合器を含むキャリッジ）を介して第２の支持トラスに接続されていることを示す通知が、管理者デバイスに提供されてもよい。例示的な実施形態では、即時診断、およびオペレータのキャビン内の緑色の照明ディスプレイが、適切な接触を確認するように構成されていてもよい。トラスおよび結合器は一緒に、列車の上部に、たるみ動作を排除する関節運動スパインを形成する。各個々の支持トラスを、結合器（すなわち、第１の支持トラスおよび第２の支持トラスに接続された第１のキャリッジ、第２の支持トラスおよび第３の支持トラスに接続された第２のキャリッジなど）に接続することによって形成されるこの関節運動スパインは、本明細書では、列車の上弦材と称され得る。注目すべきことに、様々な実施形態では、個々の支持トラス１００は、互いに直接接続され得ない。むしろ、個々の支持トラスがキャリッジの結合器に接続され、２つの個々の支持トラス１００が単一のキャリッジに接続することにより、２つの支持トラス間の電気回路を完結することができる。

様々な実施形態では、支持トラス１００は、接続ピン１１０に向かって先細状であってよく、これによりコーナリング中に支持トラス１００が結合器接続部で枢動することを可能にする。例えば、図１Ｃは、支持トラス１００の一端部のブロック図の上面図を示し、支持トラス１００が接続ピン１１０に向かって先細状になっている。いくつかの実施形態では、支持トラス１００は、トラスの先細状の端部を補強するために、１つ以上の溶接鋼板１２０を含んでもよい。様々な実施形態では、支持トラス１００は、トラスの片端部または両端部に円錐状のころ軸受１３０を含み得る。様々な実施形態では、円錐状のころ軸受１３０は、結合器の支持板とインターフェースするように構成され得る。例えば、円錐状のころ軸受１３０は、結合器の支持板７２０上に置かれ、トラスが枢動するときに均一な支持を提供するように構成され得る。いくつかの実施形態では、溶接鋼板１２０は、円錐状のころ軸受１３０が干渉なしに回転することを可能にし得る、くぼみ１４０を含んでもよい。図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃに関して本明細書でさらに記載するように、接続ピン１１０は、上から挿入されると結合器のスロット付き垂直シリンダにロックされ得る。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の構成要素の１つ以上を含む組み立てられた列車は、支持トラス１００上に据え付けられた１つ以上の電源を含んでもよい。例えば、列車は、任意の数の方法で支持トラス１００に据え付けられた発電機、ガス駆動エンジン、１つ以上のバッテリ、および／または他の電源を含み得る。いくつかの実施形態では、これらの発電機またはバッテリパックは、支持トラス１００に取り付けられるオーバーヘッド枠組みを備えた車輪付き台の上に据え付けられてもよい。いくつかの実施形態では、発電機またはバッテリパックに隣接するキャリッジは、本明細書に記載するように、キャリッジが貨物コンテナに接続するであろう接続部と同じ接続部を使用して、その発電機またはバッテリパックに接続し得る。前述の実施形態では、発電機またはバッテリパックは、列車上の各コンテナ／各電源セルを接続するために、隣接する発電機またはバッテリパック、および／または隣接するコンテナに同様に接続され得る。いくつかの実施形態では、発電機またはバッテリパックは、支持トラス１００に取り付けられた貨物コンテナに関して本明細書に記載するように、ＣＥＳを使用して列車から積み下ろされるか、または列車から切り離されるように同様に構成され得る。例えば、発電機またはバッテリパックは、ＣＥＳの枢動床板を介して同様に列車から離れ得る。様々な実施形態では、電源は、推進のための電力を生成または供給し得る。いくつかの実施形態では、電源は「オンデマンド」であってもよく、効率のために列車によって必要に応じて係合または係合解除されてもよい。いくつかの実施形態では、電源は、制動から生成されたエネルギーを貯蔵してもよい。生成および／または貯蔵された電力は、列車全体に供するアドホックな送電グリッドに分配されてもよい。

いくつかの実施形態では、トラスの積載量を増加させるために追加の設備を含んでもよい。例えば、図２は、本発明の一実施形態による、図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃに図示される例示的な支持トラスの積載量を増加させるように構成された例示的なジャッキのブロック図を示す。いくつかの実施形態では、ジャッキ２１０は、接続ピン１１０の上部に、かつ／または接続ピン１１０を介して個々の支持トラス１００を接続する結合器の上に配置されてもよい。例えば、接続ピン１１０は、中空ピンを含み得、ジャッキ２１０の基部の下の小さな棒が、中空ピンの中に収まるように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、隣接する支持トラス１００に、ケーブル２２０が取り付けられ得る。例えば、ケーブル２２０は、隣接するトラス１００に取り付けるためのフックをいずれかの端部に含んでもよい。いくつかの実施形態では、ケーブル２２０は、鋼ケーブルを含み得る。図２に図示されるように、ジャッキ２１０は、トラス１００に重量がかかる前にケーブル２２０を引張状態で配置するように構成されてもよい。言い換えると、ケーブル２２０は、たるみを除去するためにジャッキ２１０を介してジャッキアップされてもよい。ジャッキ２１０およびケーブル２２０のこの構成は、支持トラス１００内のたわみを減少させ、その積載量を増加させ得る。高さが増したこの構成は支持トラス１００を上回るため、低い隙間の経路上の積載規格を超えないように考慮され得る。

様々な実施形態では、支持トラス１００に取り付けられた接続構成要素は、効率的な積み込みおよび積み降ろしを容易にするために、コンテナを迅速に把持および解放するように構成され得る。例えば、図３Ａは、本発明の一実施形態による、接続点３１０で支持トラス１００に取り付けられたコンテナ３００のブロック図の側面図を示す。様々な実施形態では、コンテナ３００は、１つ以上の接続点３１０で１つまたは複数の接続構成要素を介して支持トラス１００に取り付けられてもよい。例えば、各コンテナ３００は、所定の数の接続点３１０で支持トラス１００に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、各コンテナ３００は、単一の接続点３１０で支持トラス１００に取り付けられ得る。他の実施形態では、各コンテナは、２つ以上の接続点３１０で支持トラス１００に取り付けられてもよい。例えば、図３Ａに示すように、各コンテナ３００は、２つの接続点３１０で支持トラス１００に取り付けられてもよい。

様々な実施形態では、コンテナ３００の底部は、コンテナ３００の位置３２０で、枢動結合器アセンブリの揺動アームに接続され得る。例えば、コンテナ３００の底部は、コンテナ３００の位置３２０で、図８Ａ～８Ｄに関してさらに記述するように、枢動結合器アセンブリの揺動アームに接続されてもよい。コンテナ３００の底部における枢動結合器アセンブリの揺動アームへの接続は、次に、別のコンテナ３００の底部に接続され、本明細書では列車の下弦材と称する下弦材を形成し得る。様々な実施形態では、単一の支持トラス１００に取り付けられたコンテナ３００は、列車の下弦材で接続され、コンテナ３００を一斉に作用させることができる。例えば、様々な実施形態では、各支持トラス１００は、２つのコンテナ３００を支持するように構成され得る。２つのコンテナ３００は、これらのコンテナ３００の底面の中心線（例えば、コンテナ３００の位置３３０）で、堅固に（しかし取り外し可能に）接続され得る。この接続により、コンテナ３００を一斉に移動させ、コンテナ３００の組み合わされた構造剛性を列車の枠組みに与えることができる。この接続は、トラスの屈曲またはたるみに抵抗することで、荷重ベクトルをキャリッジに最も近いフックに向かって移動させ、トラスの積載重を増加させる。

様々な実施形態では、支持トラス１００に取り付けられた接続構成要素は、機械的に、磁気的に、および／または他の手段で、コンテナを支持トラス１００に取り付けおよび解放するように構成することができる。例えば、支持トラス１００に取り付けられた接続構成要素は、コンテナ３００の所定の穴、ループ、またはねじ山でコンテナ３００を把持および解放するように構成され得る。いくつかの実施形態では、接続構成要素は、コンテナ３００を支持トラス１００から吊り下げることのできる機械的フックおよび／または他の支持手段または留め金を備えていてもよい。例えば、図３Ｂは、本発明の一実施形態による、機械的フック３４０を介して支持トラス１００に取り付けられたコンテナ３００のブロック図の端面図を示す。機械的フック３４０の湾曲した螺旋設計は、コンテナ３００の上部に支持ループを容易に通すための先細状の端部を含み、垂直移動を最小限に抑える緊密な接続を形成するように延在し得る。様々な実施形態では、支持ループは、支持トラス１００との適切な位置合わせを確実にするために、コンテナ３００の中心線に沿って位置決めされ得る。限られた回転量に適応するために、支持ループの上部には、１つ以上のころ軸受が装備されてもよい。

様々な実施形態では、機械的フック３４０の接続部は、フックが設置される支持トラス１００の軸を形成し得る。様々な実施形態では、フック３４０の配置は、荷重を支持トラス１００の長さに沿って均等に分散し得る。実際、上述のように、各コンテナ３００は、所定の数の接続点３１０で支持トラス１００に取り付けられ得る。所定の数のフック３４０の位置は、荷重を均等に分散するために、トラスおよび／またはコンテナの構造設計を（例えば、コンテナ３００の端部に向かってフック／ループ接続を移動させることによって）簡素化するために、かつ／または１つ以上の他の要因に基づいて、事前に決定することができる。

様々な実施形態では、機械的フック３４０（または他の接続構成要素）は、支持部材を形成するように構成され得る。例えば、機械的フック３４０は、上から貨物コンテナと係合し、支持するように構成され得る。様々な実施形態では、機械的フック３４０は、支持トラス１００の下弦材を中心に枢動するように、かつ支持トラス１００の下弦材によって支持されるように構成され得る。いくつかの実施形態では、機械的フック３４０は回転バーに取り付けられ得、回転バーは、手動または電気的に回転すると、機械的フック３４０をコンテナ３００の所定の穴、ループ、またはねじ（例えば、本明細書でさらに記載する支持ループ４１０）内に据える。いくつかの実施形態では、各フックは、支持トラス１００に据え付けられた電気モータによって回転され得る。例えば、図３Ｃは、本発明の一実施形態による、機械的フック３４０が支持ループ４１０から離れて格納および／または回転されるときの機械的フック３４０のブロック図の端面図を示す。格納されるとき（すなわち、懸架された垂直位置から離れて回転されるとき）に、機械的フック３４０は、コンテナ３００の積み下ろしを妨げないように構成され得る。言い換えると、機械的フック３４０の形状は、支持ループ４１０から離れて回転したときに、機械的フック３４０とコンテナ３００の上部との間の間隙を許容にするように構成され得る。様々な実施形態では、安全ラッチは、コンテナ３００がフック３４０から押し出されることを防止するために提供され得る。いくつかの実施形態では、制御システムは、安全ラッチが解放され得、フック３４０が回転する前に、列車がターミナル内で静止していることを必要とするように構成され得る。いくつかの実施形態では、コンテナの接続は自動化されてもよく、コンテナの重量がそれ自体の車輪によって支持されている間に、ターミナル内で行われるかもしくは解放されてもよい。いくつかの実施形態では、フック３４０および支持ループはまた、列車の電力グリッドが冷蔵コンテナに電力を供給することができるように配線接続を含んでもよい。

貨物コンテナ
様々な実施形態では、支持トラス１００とともに使用するための改良された貨物コンテナが本明細書に提供される。図４Ａは、本発明の一実施形態による、支持トラス１００に取り付けられた貨物コンテナ３００のブロック図の側面図である。図４Ｂは、本発明の一実施形態による、支持トラス１００に取り付けられた貨物コンテナ３００のブロック図の端面図である。様々な実施形態では、コンテナ３００は、支持ループ４１０、車輪４２０、パラペット４３０、車輪格納部４４０、エプロン４５０、コーナーバンパー４６０、および／または１つ以上の他の構成要素を含み得る。様々な実施形態では、コンテナ３００の片端部または両端部の巻き上げ式ドアは、内側および／または外側から操作可能であり得る。例えば、各コンテナ３００の両端部の巻き上げ式ドアは、セミトレーラと同様に、平台型トラック上の２つのコンテナの積み下ろしを行うことを可能にし得る。様々な実施形態では、コンテナ３００およびその外部構成要素の外部寸法は、標準化／統一化され得る。例えば、コンテナ３００の車輪４２０の位置およびサイズは、標準化されていてもよい。統一化された外形寸法は、コンテナ３００が保管中および／または船上輸送中に積み重ねられることを可能にし得る。例示的な実施形態では、各コンテナ区画は、高さ８フィート６インチ、幅８フィート、および長さ２０フィートであり得、各車輪４２０は、直径１８インチを有し得る。様々な実施形態では、車輪４２０は、キャリッジの車軸の下に延在し、適切なターミナル動作のために梁を支持し得るが、その全範囲の傾斜運動を可能にするために、レールおよび枕木の上になお十分な間隙を提供する。

個々のコンテナ３００の輪軸は、各端部に格納式の牽引棒を備えた操舵機構を有し得る。どちらの端部が引っ張られても、前輪は操舵するように構成され得、後輪は固定されるため、いくつかのコンテナを一緒に連結し、空港で荷物カートのように引っ張ることができ、効率的なターミナル動作をサポートすることができる。いくつかの実施形態では、操舵機構はまた、両方の牽引棒が格納されたときに横方向に移動することを可能にしてもよく、これにより、コンテナは、積み下ろしの際にトラスの下の位置に押し込まれ、その位置から外れることができる。すべてのコンテナ車輪４２０は、本明細書に記載の改良された設計を有する列車に取り付けられているが、ターミナル動作を容易にするために、レールと位置合わせするようにロックすることができる。様々な実施形態では、支持トラス１００から懸架されたコンテナは、ドライバンコンテナ、大型タンクローリー用、平台型、旅客コンテナ、および／または１つ以上の他のタイプのコンテナを含み得る。例えば、本明細書の様々な図面は、ドライバンタイプのコンテナを図示しているが、本明細書に記載の枢動床板とインターフェースするように構成された外形寸法、４つの接続点、および／または枢動輪軸がコンテナの設計に組み込まれている限り、貨物車両の構成要素と一体化する１つ以上の他のタイプのコンテナを想像するのは容易である。

いくつかの実施形態では、パラペット４３０は、間隙を犠牲にすることなく、支持ループを積み重ね、かつ／または収納しながら、コンテナを整列させる車輪格納部４４０を隠すことができる。いくつかの実施形態では、車輪格納部４４０および／または支持ループのための収納部は、貨物区画に含まれてもよい。様々な実施形態では、スロット４６０は、フォークリフトによる取り扱いを容易にするために、フォークリフトによる取り扱いが操舵機構に影響を与えないことを条件に、図４Ａに図示されるようにエプロン４５０に切り込まれ得る。いくつかの実施形態では、スロット４６０は、配送トラックまたはトレーラーの平台に設置された回転フックとインターフェースするように構成され得る。様々な実施形態では、トラックまたはトレーラーは、高速道路上を走行中にスロット４６０を介してコンテナを固定するように構成され得る。スロット４６０を介したコンテナへのこれらの接続は、事故が発生した場合にコンテナをトラックまたはトレーラーに固定するように構成された接続部を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のコンテナを輸送するように構成されたトラック荷台またはトレーラーは、本明細書に記載され、図５Ｂおよび図５Ｃに示されるＣＥＳの枢動床板と同じかまたは類似の枢動床板を含んでもよい。これにより、トラックの側面または背面からの積み下ろしが可能になる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のコンテナを輸送するように構成されたトラック荷台またはトレーラーは、輸送中にコンテナの車輪をコンテナを支持するように強制するのではなくコンテナのエプロン４５０をトラック荷台上に置くことができるように、コンテナを上昇および／または下降させるように構成された油圧リフトをさらに含んでもよい。図４Ｂに示されるように、車輪に沿ってエプロン４５０に示されるノッチ４７０は、車輪用の上昇したチャネルを装備した傾斜路とともに使用される場合、勾配の変化による間隙を改善し得る。例示的な実施形態では、コンテナ３００とともに使用するためのこれらの専用傾斜路の主な用途は、ロールオンロールオフ（ＲｏＲｏ）出荷活動（以下でさらに説明する）であり得る。様々な実施形態では、貨物コンテナの車輪は、安全な荷重制限を超えた場合にロックするように構成されていてもよい。例えば、支持トラス１００、ＣＥＳの枢動床板、および／または他の構成要素の能力によって支持することができる最大荷重に基づいて、所定の安全荷重制限を確立することができる。コンテナの車輪は、安全荷重制限を超えたときを判定し、車輪をロックさせ、安全荷重制限をもはや超えていないようになるまで、コンテナが車輪を介して移動することを禁止するように構成されていてもよい。

ターミナル動作
様々な実施形態では、この改良されたインターモーダル輸送システムとともに使用するための改良されたコンテナ交換システムが、本明細書に提供される。前述したように、本明細書に記載の改良された設計を有する列車がターミナルに入ると、レールに隣接する、レール間にある床面高さは、コンテナがトラス１００の代わりにコンテナ車輪によって支持されるまで、徐々に上昇されてもよい。様々な実施形態では、改良されたコンテナ交換システムは、コンテナがコンテナ車輪によって支持されるようになるまで上昇するように構成された床、本明細書に記載のコンテナ交換ステーション（ＣＥＳ）、および／または１つ以上の他の構成要素を含み得る。例えば、図５Ａは、本発明の一実施形態による、コンテナ車輪がターミナルの床の案内路にある状態のコンテナのブロック図の端面図である。列車が本明細書に記載の改良されたコンテナ交換システムを有するターミナルに入ると、床面５１０は、コンテナ３００の車輪と接触するように徐々に上昇するように構成されてもよい。例えば、図５Ａと比較すると、図４Ｂは、列車がレール上を走行しているかのような列車の端面図を図示している。図４Ｂに図示される列車がターミナルに入ると、線路に隣接した、線路間にある床が、（図５Ａに示されるように）コンテナの車輪がコンテナを支持するようになるまで、徐々に上げられ得る。注目すべきことに、様々な実施形態では、個々のコンテナは、レールとインターフェースするレール車輪を含まない。例えば、図４Ｂおよび図５Ａに示されるレール車輪４８０は、コンテナ３００を支持している支持トラス１００が接続されるキャリッジのレール車輪を備えている。様々な実施形態では、列車がターミナルを通って移動するときにコンテナの適切な位置合わせを維持するのを助けるために、レール溝５２０に隣接する滑らかな金属チャネルまたは案内路（コンテナ車輪の案内路５３０など）が提供されてもよい。

図５Ｂおよび図５Ｃは、本発明の一実施形態による、コンテナ交換ステーション（ＣＥＳ）のブロック図の上面図である。様々な実施形態では、列車は、荷下ろしのためにスケジュールされたコンテナが正しいＣＥＳ上に配置されると停止され得る。ターミナル内にいる間の列車の制御は、正しいコンテナが適切なＣＥＳと適切に位置合わせされていることを保証するためにルーティングコンピュータに移行されてもよい。適切に位置合わせされると、到着コンテナは列車から切り離され得、コンテナの車輪は、ＣＥＳの枢動床板によって９０度回転され、これがコンテナ車輪の案内路５３０に沿ったレール溝５２０の橋渡しをする役割も果たす。コンテナの重量はコンテナの車輪によって支持されているため、コンテナの取り付け具は容易に切り離しおよび接続が行えるべきである。いくつかの実施形態では、トラスとそれらを支持する結合器／キャリッジとの間の接続部、および／または制御車とそれらに隣接するキャリッジとの間の接続部は、それら接続部がターミナルでコンテナおよび／または電源セルが交換されるときに切り離される必要がないように構成され得る。言い換えると、コンテナの積荷をネットワーク内の様々な目的地に宛先変更するために、操車場で従来の鉄道設備で行われているように、列車を分解する必要がない可能性がある。いくつかの実装形態では、コンテナを目的地別に並び替えることは、この並び替え活動に貨物車両の構成要素のいずれも採用することなく、列車到着の間にターミナルで行われてもよい。本明細書で使用する場合、「貨物車両」という用語は、本明細書に記載の改良された列車の構成要素（すなわち、支持トラス１００、一体化された枢動結合器アセンブリを備えるキャリッジ、および制御車）から、支持トラス１００から懸架された構成要素（すなわち、貨物コンテナおよび／または電源）を差し引いたものを指し得る。いくつかの実装形態では、ターミナルおよび各ＣＥＳは、ロボットアームおよび／または他の手段を使用してコンテナおよび電源セルの交換のプロセスを完全に自動化して、ターミナル効率を向上させ、列車滞留時間を最小限に抑え、かつ従業員の負傷の可能性を低減すると同時に、貨物が移動し続けることも可能にし、貨物車両の構成要素に対するシステムの投資の利用をも改善する。枢動床板の２つの位置を例示するために、図５Ｂは、レールに平行な（または回転されて平行になった）位置に配置された枢動床板５４０を含み、図５Ｃは、レールに垂直な（または回転されて垂直になった）位置に配置された枢動床板５５０を含む。言い換えると、枢動床板５５０は、９０度枢動させた枢動床板５４０からなるに過ぎない。列車がステーション内の線路を移動してくるとき、枢動床板は、図５Ｂに図示されるように配置され得る（すなわち、枢動床板５４０）。コンテナが支持トラス１００の下の位置に移動しているとき、かつその位置から移動しているとき、枢動床板は、図５Ｃに図示されるように配置され得る（すなわち、枢動床板５５０）。いくつかの実施形態では、すべての枢動床板は、一斉に移動するように構成され得る。

コンテナが適切に位置合わせされて列車から切り離されると、ロボットアームは、隣接する待機ステーションから出発するコンテナをトラスの下の位置に移動させながら、同時に到着する各コンテナを側面に押し出すように構成され得る。次いで、枢動床板５５０は、板の元の位置（すなわち、枢動床板５４０に関連して図示された位置）に枢動し、コンテナフック接続および下弦材接続が行われ、列車は、次の一連のコンテナを交換するために出発もしくは前方に移動し得る。いくつかの実装形態では、ターミナルの遅延を最小限に抑え、貨物を移動させ続けるために、人員交代と、満杯のもしくは充電済みのバッテリを備えた発電機の交換とが同時に行われてもよい。いくつかの実装形態では、ある列車ではシフトから抜け、別の列車ではシフトに戻るといった人員交代が手配できるため、宿泊コストが排除され、仕事の満足度が改善される。

様々な実施形態では、ＣＥＳユニットは、それらの間のキャリッジ空間と隣接するペアで配置され得る。いくつかの実施形態では、各ターミナルに設置される数は、貨物量によって変化し得る。例えば、大量向けターミナルは１ダース以上のペアを有し得、各ペアがいくつかの隣接する待機ステーションを有するため、列車の大きなセグメントは列車が再配置される前に整備され得、いくつかの交換動作のための出発コンテナはすべて、列車到着間に事前配置することができる。様々な実施形態では、ルーティングソフトウェアは、列車が各停車駅で再配置されるべき回数を最小限に抑えるために、目的地ごとにコンテナをグループ化し得る。

大量向けターミナルおよび複数のルートが収束するターミナルでは、コンテナのグループを交換するよりも、列車を２つのセグメントに分割し、うち１つのセグメントを単一のステップで置き換える方が効率的であり得る。この操作では、列車が分割されるところのトラスの下のコンテナが荷下ろしされ得、可動式天井クレーンがトラスを持ち上げて支持することができる。各セグメントは、制御車を含んでもよいので、列車セグメント（例えば、制御車およびキャリッジなしかもしくは１つ以上のキャリッジ）は、独立して移動することができ、かついったん分離されると、出発セグメントを隣接する側面から移動させ、かつ同様であるが逆の方法で接続して、すべての車載コンテナが同じ経路に沿った目的地を有する新しい列車を作ることができる。ターミナルによって提供される異なる経路に向けられたコンテナは、ターミナルでまたは到着前に、すでにこの分断点の正しい側に並び替えられている場合がある。

様々な実施形態では、これらのより大きなターミナルはまた、異なる経路に向けられた列車セグメントが、現場に配置された予備の構成要素から組み立てられることができるように、自動列車組み立てステーションを備え得る。支持トラスは頭上のラックに蓄えておけるため、キャリッジはより圧縮された様式で保管され、次いでコンテナは、様々な経路のために集められるにつれて、事前に配置されたキャリッジに降ろされ得る。いくつかの実施形態では、改良されたインターモーダルシステムは、システムのターミナルの集合全体にわたって行き来し得る予備の構成要素の在庫を維持し得る。複数の経路に向けられたコンテナで到着する列車セグメントは、完全に分解され、ターミナルの列車組み立てステーションに構成要素の作業在庫を復元するために使用され得る。これらの予備の構成要素の場所を管理し、移動される空のコンテナの数を最小限に抑えることは、季節的な需要変動に迅速に対応する能力を維持することを視野に入れて、管理者によって慎重に監視され得る。いくつかの実施形態では、これらのより複雑なターミナルはまた、修理、清掃、および検査サービスのために個々の構成要素を交代させることができるため、メンテナンス施設を収納することもできる。

キャリッジと枢動結合器アセンブリ
様々な実施形態では、本明細書に記載のキャリッジおよびその枢動結合器アセンブリ（ＰＣＡ）は、高速でのコーナリング時であっても、レール間のコンテナの重心を維持しながら、レール床の衝撃および振動からコンテナを隔離する方法で相互作用する、２つの別個であるが一体化されたサブアセンブリを含む単一の構成要素を形成し得る。ＰＣＡは、アセンブリの上部にある結合器で構成されており、結合器は、キャリッジの構造の構成要素である支持リングの上に置かれている間に左右に摺動し得る。結合器の前部および後部には、支持リングの側部の下に、支持リングのすぐ内側に位置するピンまで延在する側板があり、側板は、弾み車を支持し得る結合器から吊り下げられかつキャリッジ車軸のすぐ上に配置された揺動アームまで延在し得る、枠組みを取り付けることができる。この枠組みはまた、キャリッジの前面および背面に設置された、キャリッジの平行リング間にある枢動締め具に接続して、ＰＣＡをキャリッジの構造にさらに固定すると同時に、支持リングが、支持リングの中心軸を備え得る締め具の枢動点を中心に枢動することを可能にし得る。

様々な実施形態では、改良されたインターモーダルキャリッジが駆動機構を収納し、荷重を、アセンブリの上部の支持トラスおよび結合器から、車軸およびレールに下方移行させるように構成されていてもよい。図６Ａは、本発明の一実施形態による、キャリッジおよび枢動結合器アセンブリのブロック図の端面図である。図６Ｂは、本発明の一実施形態による、キャリッジおよび枢動結合器アセンブリの一部分のブロック図の側面図である。図６Ｂでは、キャリッジは、枢動結合器アセンブリの一部分を示すために、少なくとも水平締め具８６０および弾み車６６０なしで図示されている。図６Ａおよび図６Ｂは、キャリッジの枢動締め具、およびキャリッジの３リング構造がＰＣＡとどのように一体化されているかを理解するのに十分なＰＣＡを備えたキャリッジの３リング構造設計を示す。図８Ａ～８Ｄ（本明細書でさらに記載する）では、ＰＣＡがキャリッジの３リング構造と一体化される方法を理解するのに十分なキャリッジ構造を備えたＰＣＡが示される。

様々な実施形態では、キャリッジは、２つ以上の平行リング（例えば、平行リング６１０）、１つ以上の支持リング（例えば、支持リング６２０）、および／または１つ以上の他の構成要素を含み得る。これらのリングは、キャリッジの構造的枠組みを形成する大きな鋼リングを含み得る。様々な実施形態では、平行リング６１０は、レールに平行であり得、支持リング６２０は、平行リング６１０に垂直に、かつ平行リング６１０間の中央に配置され得る。様々な実施形態では、平行リング６１０は、結合器および結合器に取り付けられた積荷を運搬する支持リング６２０に支持を提供し得る。

様々な実施形態では、平行リング６１０は、キャリッジ車軸に接続されかつキャリッジ車軸によって支持される、支持梁６３０上に置かれていてもよい。様々な実施形態では、支持梁６３０は、平行リング６１０よりもわずかに大きな半径の反転アーチ型で設計され得る。言い換えると、平行リング６１０は、リングよりもわずかに大きい半径を有する反転アーチ形の収納部内で、キャリッジ車軸で接続された支持梁６３０上に置かれ得る。図６Ｂは、支持梁６３０の切り欠き図を含み、ころ軸受６３２および対向ばね６３４を明らかにする。様々な実施形態では、一連のころ軸受６３２、テフロングライド、および／または他の同様の低摩擦成分（本明細書でさらに記載するころ軸受６４０に類似する）は、平行リング６１０とこれらのアーチ型梁６３０との間のインターフェースを形成し得、これによりキャリッジの車輪が均一な支持をなお提供しながらレール上のくぼみを転がるため、梁がリングの下で枢動することを可能にする。いくつかの実施形態では、対向ばね６３４は、キャリッジが列車に連結されていないときに支持リング６２０の垂直位置を維持するために、枢動運動を緩衝し、平行リング６１０をそれらの静止位置に引き戻すことができる。いくつかの実施形態では、平行リング６１０の外縁部は、支持リング６２０を取り付けるために部分的に開いた状態を維持し、その限られた移動範囲に適応している間に、支持梁６３０内に封入されてもよい。いくつかの実施形態では、支持梁６３０はまた、線路状態により支持リング６２０と平行リング６１０とが交差する平面を９０度逸脱させ、平行リング６１０をともにより近くに引き寄せ得るため、平行リング６１０内のわずかな横方向の動きにも適応することができる。

様々な実施形態では、２つの平行リング６１０および支持リング６２０は、これらのリングが互いに交差する点で接続され、垂直軸および水平軸に沿って剛性フレームを形成する。様々な実施形態では、これらの接続部は、リングが交差する点でリングが角度９０度からわずかに逸脱することを可能にするように、垂直軸を中心に枢動し得る。言い換えると、これらの接続部は、線路状態により平行リング６１０を互いに反対方向に移動させ得るため、垂直軸を中心に枢動し得る。様々な実施形態では、これらの枢動点は、交差したリングを屈曲後に垂直関係に戻すためのねじりおよび／またはたわみを可能にする、ばねまたは他の同様の、電気的または機械的機構を含み得る。

例示的な実施形態では、示されているキャリッジおよびトラスアセンブリは、幅約９フィート、長さ８フィート６インチ、および高さ１５フィートであり、積載ゲージ（すなわち、鉄道車両およびそれらの積載物が、トンネル、橋の下を安全に通過することができ、線路脇の建物および構造物から離れていることを保証するための、鉄道車両およびそれらの積載物の最大の高さおよび幅）内である。かかる実施形態では、積載物は、結合器を５～６インチだけ下げながら、２２～２３度まで傾き得る。結合器を移動させるために改善されたてこ比が必要な場合、枢動結合器アセンブリは、キャリッジ車軸の下に延在され得、最大傾斜角を１７～１８度に制限することができる。様々な実施形態では、キャリッジ車軸は、図１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃに関して本明細書に記載するキャリッジ操舵機構を収容するために、支持梁の水平スロット内で移動し得る。

様々な実施形態では、枢動結合器アセンブリは、弾み車６６０、結合器６７０、弾み車を支持し、キャリッジ構造６８０に接続するための枠組み、および下弦材接続部６９０を含み得る。様々な実施形態では、結合器６７０は、キャリッジの支持リング６２０の上に置かれ、一連のころ軸受６４０または低摩擦グライド（平行リング６１０とアーチ型支持梁６３０との間のインターフェースを形成するころ軸受６３２に関して上述した軸受設計に類似する）を使用する。例えば、結合器６７０の下面は、湾曲していてもよく、支持リング６２０上で結合器６７０が左右に移動することを可能にするころ軸受６４０またはグライドを備えていてもよい。例えば、図７Ａは、本発明の一実施形態による、結合器のブロック図の端面図を示し、図７Ｂは、本発明の一実施形態による、枢動結合器アセンブリの枠組みへの結合器の取り付けの一部分のブロック図の側面図を示し、図７Ｃは、本発明の一実施形態による、結合器のブロック図の上面図を示す。図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃに関して前述したように、支持トラス１００に溶接された接続ピン１１０は、支持トラス１００がその水平軸を中心に回転することを許可することなく、支持トラス１００が旋回することを可能にする結合器のスロット付きシリンダに下げられてもよい。

図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃに示されるように、キャリッジおよび枢動結合器アセンブリ（ＰＣＡ）は、（図６Ａおよび図６Ｂに関して上述した）凹型ころ軸受６４０、または同様の形状のグライド、ＰＣＡの枠組みを支持するピン７１０、支持板７２０、および／または１つ以上の他の構成要素を含み得る。様々な実施形態では、凹型ころ軸受６４０またはグライドとインターフェースする支持リング６２０の上部アーチの凸型形状は、平行リング６１０および支持リング６２０のインターフェースが線路状態に反応するにつれて、支持リング６２０が垂直からわずかに傾くことを可能にする。様々な実施形態では、支持リング６２０で許可される傾きの程度は、リングの上部に作用する結合器の側板７２０およびリングの底部のスロットを通過するＰＣＡの枠組みの中心垂直シャフトによって、厳密に制限され得る。図９に示される下弦材接続部に含まれるばねおよび／または張力デバイスとともに作用する、結合器およびそれらの取り付けられたトラスは、線路状態によって引き起こされる任意の屈曲の後、支持リング６２０を連続的に垂直位置に引き戻すことができる。図７Ａは、結合器および支持リング６２０の切り欠き図を含み、ころ軸受６４０の例示的な位置を示す。様々な実施形態では、スロット付き垂直シリンダ７４０から延在する垂直壁７３０は、予想されるトラス枢動の全範囲に適応するのに十分な空間を支持板７２０に提供するように角度付けられる。いくつかの実施形態では、支持トラス１００が置かれている支持板７２０は、図１Ａに示されるように、接続ピンに隣接するトラスの下弦材を包む円錐状のころ軸受とインターフェースするように、わずかな円錐形状を有する。いくつかの実施形態では、結合器設計は、列車が勾配の変化に遭遇すると直線から逸脱することができるように、２つの隣接するトラスの間にヒンジ点を含んでもよい。

様々な実施形態では、ＰＣＡの枠組みは、結合器からキャリッジ車軸８１０のすぐ上まで下に延在してもよく、揺動アーム８２０は、キャリッジの長さをわたって隣接するコンテナに取り付けられる。例えば、図８Ａは、本発明の一実施形態による、例示的な枢動結合器アセンブリのブロック図の端面図、ならびに例示的な枢動結合器アセンブリが各キャリッジに含まれる３リング構造および枢動締め具とどのようにインターフェースするかを示し、図８Ｂは、本発明の一実施形態による、コーナリング中の例示的なキャリッジおよび枢動結合器アセンブリのブロック図の端面図を示し（図９に関連して以下でさらに考察する）、図８Ｃは、本発明の一実施形態による、例示的な枢動結合器アセンブリのブロック図の側面図を示し、図８Ｄは、本発明の一実施形態による、例示的な枢動結合器アセンブリのブロック図の上面図、ならびに例示的な枢動結合器アセンブリが各キャリッジに含まれる３リング構造および枢動締め具とどのようにインターフェースするかを示す。簡略化のため、キャリッジ車輪およびアーチ型梁は図示せず、キャリッジ車軸８１０は、参照のために示している。様々な実施形態では、この枢動結合器アセンブリはまた、支持リング６２０の中心軸を中心に枢動するように構成された、弾み車６６０を支持し得る。結合器アセンブリの底部（例えば、図３Ａのコンテナ３００の位置３２０および位置３３０として示される）で、すべての隣接するコンテナが互いに接続され揺動アーム８２０が接続されている場合、列車は、トラスおよび平行リング／支持梁インターフェースと連動してインターフェースし、支持リング６２０の垂直位置を小さな公差内に維持する、列車の下弦材における第２の長手方向接続を有している。

様々な実施形態では、ＰＣＡ枠組みは、支持リング６２０の内側で結合器に接続されるピン７１０（図７Ａおよび図７Ｂに図示される）から吊り下げられ得る。ＰＣＡ枠組みは、弾み車６６０を支持し、３つの垂直部材、すなわちキャリッジの前方および後方にある２つの垂直部材、ならびに支持リング６２０の底部のスロットを通って嵌合する中央の垂直部材、とともに下方に延在してもよく、このスロットは、枢動結合器アセンブリの、（弾み車を支持し、キャリッジ構造に接続するように構成された枠組み６８０としても図示される）揺動アーム８２０に取り付けられる。様々な実施形態では、ＰＣＡは、弾み車駆動シャフト８５０、キャリッジの前方および後方の両方で枢動締め具８４０の枢動点６５０に延在する水平弾み車締め具８６０、ピン７１０を介して結合器の下面にピン留めされ、３つの場所で枠組みの底部の揺動アーム８２０まで下に延在する垂直弾み車支持体８７０（そのうちの２つは枢動点６５０と接続し、３つめはピン７１０から下りて駆動シャフトによって弾み車を支持し、次いで支持リング６２０の底部のスロットを通って支持する）、および／または１つ以上の他の構成要素を含む。

様々な実施形態では、弾み車６６０およびその質量は、その動作に安定化効果を有するように、キャリッジの中心に位置し得る。様々な実施形態では、弾み車６６０は、制動時に位置エネルギーを回収および貯蔵し得、そのキャリッジ内に動力を印加する（例えば、必要に応じてキャリッジの動力を係合／係合解除する）役割を果たし得る。いくつかの実施形態では、電気モータは、変速機を介して弾み車６６０に結合されてもよく、変速機および／またはモータが列車の送電グリッドから引き出すエネルギーを使用して弾み車を回転させてもよい。一部の実施形態では、変速機は、惰性運転時に係合解除し、制動時に弾み車６６０にエネルギーを貯蔵してもよい。

様々な実施形態では、枢動結合器アセンブリの回転を緩衝して、下端部がコーナリング中にキャリッジ車輪の内側にぶつかるのを防止しなければならない。これは、例えば、支持リング６２０内のケーブルおよびばねデバイス８８０が、支持リング６２０内のスロットを通過するときに、結合器の両側およびＰＣＡ枠組みの中央垂直部材に取り付けられていることによって行うことができる。

キャリッジの固有の３リング構造設計との枢動結合器アセンブリ（ＰＣＡ）の相互作用は、１つ以上の動作上の利点をもたらし得る。例えば、この相互作用は、貨物のサスペンションおよび乗車特性を改善し得る。様々な実施形態では、荷重に影響を及ぼし得る３つの軸すべてに沿った、コンパニオンアーチ間の滑走インターフェースを有する３リング構造の幾何学形状は、貨物をレール床衝撃から隔離するのに役立ち得る。キャリッジ車輪がくぼみ上を転がる場合、キャリッジの支持梁６３０は、平行リング６１０の下で枢動するのみである。一方の軸の他方の軸に対する任意の垂直移動は、それらを接続する支持梁６３０の中心で半分にされ、結合器の下の支持リング６２０の中心で再び半分にされる。回転する弾み車６６０によって生成された遠心力は、結合器による任意の反応を緩衝し、遅延させ、コンテナフック３４０の結合器からの距離、およびコンテナの支持ループ４１０がフック３４０上で回転する能力は、荷重を分離する。実際には、この列車の様々な構成要素（例えば、制御車、ＰＣＡ、キャリッジ）は、列車のための合体されたサスペンションシステムの一部として機能し得る。結合器と支持トラスはほぼ静止したままであるべきだが、キャリッジのリングインターフェースにより、キャリッジ車輪は、滑らかで均一な支持を提供しながらリングインターフェースの下で独立して移動することができる。この構成は、リングの中央に位置する弾み車６６０を備えたジャイロスコープにいくらか類似性を有しており、貨物コンテナに向かって移動するときにキャリッジ車軸での振動の衝撃が軽減されるいくつかの場所を提供する。

枢動結合器アセンブリはまた、コーナリングも改良し得る。様々な実施形態では、ＰＣＡ枠組み内の枢動点６５０は、上部に近いため、コンテナの重量は垂直に維持され、直線線路上にあるときに、結合器およびその負荷をレール間の中心に置く。コーナリング時には、遠心力と運動量がコンテナを外側に振り、ＰＣＡ枠組みの底部にある揺動アームをカーブの外側に押し出しながら、結合器を反対方向に枢動させる。例えば、図８Ｂは、本発明の一実施形態による、コーナリング中の例示的なキャリッジおよび枢動結合器アセンブリのブロック図の端面図を示す。支持トラス１００ならびに本明細書に記載のキャリッジおよび枢動結合器アセンブリ（ＰＣＡ）の両方を含む列車がカーブに入ると、コンテナの質量によって、列車の下弦材においてコンテナが外側に振り回される。コンテナの底部は枢動結合器アセンブリの揺動アーム８２０を介してキャリッジに接続されているため、列車の下弦材において外側にスイングするコンテナは、揺動アームアセンブリを外側にスイングさせ、これにより図８Ｂに図示されるように、キャリッジの支持リング６２０の上に置かれておりかつ一連のころ軸受６４０もしくは低摩擦グライドを使用する結合器６７０を、曲線の内側に向かって移動させるようにする。これにより、より多くの重量が内側の車輪に移動し、トラス／結合器のスパインの線形完全性が、トラス／結合器のスパインが伸びないと列車が外側に傾く傾向に抵抗する、カーブの内側に移動する。

この同じ枢動運動は、上弦材が圧縮されることができないため、列車の下弦材がカーブの中心から離れるにつれて伸びるように強制されるので、コンテナが枢動結合器アセンブリの揺動アーム８２０に取り付けられる下弦材接続部６９０に、ある程度の長手方向の可撓性が提供され得る。また、湾曲した梁のいずれかの端部での垂直方向の動きは、梁が支持する平行リング６１０を垂直方向および水平方向の両方に動かすように強制するため、この長手方向の可撓性により、キャリッジが加速または減速するとき、およびキャリッジが線路の突起に遭遇したときに、キャリッジがキャリッジ荷重（例えば、コンテナ）の下でわずかに移動することも可能となり得る。

例えば、図９は、本発明の一実施形態による、例示的な下弦材コネクタの、コーナリング時に延長されたときおよび直線線路上で格納されたときの両方のブロック図の上面図を提供する。枢動結合器アセンブリの揺動アーム８２０の両端部に位置する下弦材コネクタは、それらの中心線において、隣接するコンテナの底部に取り付けられる。これらの接続点の位置は、図３Ａに示されている（コンテナ３００の位置３２０）。様々な実施形態では、下弦材コネクタは、ヒンジ点９１０、ケーブル９２０、１つ以上のばね９３０、長穴９４０、および／または１つ以上の他の構成要素を含み得る。様々な実施形態では、下弦材コネクタは、コーナリング中に枢動結合器アセンブリの揺動アーム８２０に依然として横方向の圧力を及ぼすように延伸するように構成され得る。いくつかの実施形態では、長穴９４０は、不均一に積載されたコンテナを補償するためにいくつかの横方向の遊びを提供するように構成され得、キャリッジの前方および後方の平行リング６１０間に設置された、図６Ａ、図８Ａ、および図８Ｄに示されるスロット付き枢動締め具８４０と作用し、結合器に反応を引き起こす前に可撓性または衝撃吸収の尺度を提供してもよい。格納されているとき、コンテナの横方向の移動の自由度は制限され得るが、コーナリング中に延長されるとき、ヒンジ点９１０および拡張された収納部は、より大きな移動の独立性をもたらし得る。様々な実施形態では、ばね９３０は、コーナリング中でないときに、コンテナを線路の中心線と位置合わせするように引き戻す傾向があり得る。これらのばね、およびキャリッジ設計に展開された他のばねにおける張力の量は、重装填コンテナと空コンテナとの異なる重量に応答してライド調整機構を提供するように調整可能であり得る。様々な実施形態では、キャリッジが線路のくぼみに遭遇すると、平行リング６１０および湾曲した支持梁６３０の相互作用により、支持リング６２０が垂直方向からわずかに逸脱し得る。下弦材コネクタ内のばね９３０および平行リング／支持梁インターフェース内の対向ばねは、この動きに適応し得るが、支持リングを連続的に垂直に引き戻すことができる。いくつかの実施形態では、下弦材コネクタ内の対向ばね９３０はまた、劣悪な線路状態で動作するときにキャリッジがコンテナに衝撃を与えることを防止するための衝撃吸収材として作用してもよい。

様々な実施形態では、キャリッジはまた、操舵機構を装備し得る。例えば、図１０Ａは、本発明の一実施形態による、例示的なキャリッジ操舵機構のブロック図の上面図を示す。様々な実施形態では、キャリッジ操舵機構は、少なくとも１つのスリップ点１０２０、１つ以上の枢動点１０３０、１つ以上のスロット付きバー１０４０、１つ以上の三角形板１０５０、１つ以上の接続ロッド１０６０、および／または１つ以上の他の構成要素を含み得る。様々な実施形態では、操舵機構を支持する枠組み１０８０は、支持梁６３０に取り付けられ得る。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、支持梁６３０は、操舵機構によって引き起こされるキャリッジ車軸の移動に適応するように水平スロットを備えて設計される。様々な実施形態では、この操舵動作を可能にするために、キャリッジ車輪と支持梁との間にも十分な余裕が提供される。いくつかの実施形態では、乗車特性を改善するために、キャリッジ車軸８１０と支持梁６３０との間に、サスペンションばねおよび／または衝撃吸収材が設けられてもよい。いくつかの実施形態では、キャリッジ操舵機構は、各車軸８１０に、その真上のトラスへの直接的な機械的リンクを有させ、車軸とトラスは常に互いに垂直であり続けることができ、結果として、２つの車軸の交点は、常にカーブの半径の中心に近似する。

様々な実施形態では、各結合器は、それを支持する２つのトラスが直線から逸脱する程度を測定するように内部ギアを備えて構成されてもよく、任意の時点でキャリッジが動作している線路の曲率の正確な測定値を提供する。例示すると、図１０Ｂは、直線の線路上で平行な車軸を有するキャリッジ操舵機構の例示的な図を示し、図１０Ｃは、カーブした線路上で角度の付いた車軸を有するキャリッジ操舵機構の例示的な図を示す。キャリッジ操舵機構をさらに例示するために、図１０Ｄは、本発明の一実施形態による、例示的なキャリッジ操舵機構のブロック図の側面図を示し、図１０Ｅは、本発明の一実施形態による、キャリッジ操舵機構の例示的なスロット付きバーのブロック図の上面図を示す。結合器からキャリッジ操舵機構への機械的リンクは、結合器によって感知される角度と、隣接するトラスが直線から逸脱する程度によって測定される軌道曲率の程度と一致するように、キャリッジ車軸８１０間の角度を調整し得る。言い換えると、キャリッジ車軸８１０間の角度は、キャリッジの車軸の交点が、カーブの半径の中心に近似するように調整され得る。このことにより、キャリッジ車輪１０１０がカーブを通過し、車輪とレールとの間の摩擦を低減させ得、これは、機器の寿命を延ばし、レール上の摩耗を低減し、列車の動作のエネルギー効率を向上させるであろう。例えば、支持枠組み１０８０内のねじ式機構は、そのスロット内でスリップ点１０２０を左右に移動させ、スロット付きバー１０４０にそれらのスロット付きバー１０４０の枢動点１０３０を中心に三角形板１０５０を枢動させ、接続ロッド１０６０に車軸の向きを調整させることができる。

様々な実施形態では、１つ以上の代替構造が、本明細書に記載の２つの平行リング６１０および支持リング６２０を含む３つのリング設計に加えて、および／またはその代わりに、本明細書に記載する（および例えば、図６Ａおよび図６Ｂに図示する）キャリッジで利用され得る。例えば、代替構造が利用されてもよい（かつ根本的に異なる）が、代替構造が、支持梁６３０および結合器に滑走インターフェースを備えた湾曲したアーチを含み、枢動点６５０を固定し、枢動結合器アセンブリおよびその一体型弾み車６６０の傾斜運動のための十分な余裕を提供することを条件とする。

様々な実施形態では、キャリッジ設計はまた、例えば、一方のレールの高さが他方に対して急激に低下する場合、結合器機構への急激な横方向のジャークを緩衝するために、枢動点６５０にある程度の可撓性を含み得る。このような低下は、枢動点６５０を下方に移動させかつ側面に移動させ、結合器をまずくぼみに向かって、次いで荷重が移動するにつれてくぼみから離れるように、強制することができる。本明細書に記載のシステムのコーナリング能力に影響を与えることなくこの作用を弱めるメカニズムについては、図６Ａ、８Ａ、および８Ｄに関して本明細書に記載されている。例えば、対向するばねを有するスロットは、枢動点６５０（枢動点６５０の水平スロット）を固定する枢動締め具８４０と、枢動締め具８４０が平行リング６１０に取り付けられる両端部の垂直スロットとに設計されてもよい。これらのスロットの長さおよびばねの抵抗は、線路状態および所望の乗車特性に対応するように調整可能にすることができる。

駆動機構
様々な実施形態では、各キャリッジの中央にある弾み車（例えば、弾み車６６０）は、駆動機構の不可欠な部分を含み得、制動時に生成される位置エネルギーおよび／または機械的エネルギーを貯蔵するために使用され得る。様々な実施形態では、貨物コンテナと同じように取り付けられる吊り下げプラットフォームに据え付けられた発電機またはバッテリは、列車に電力を供給し得る。ディーゼル燃料ではなく、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃焼させるように改造された可能性のある標準的な商用発電機は、列車全体に供する送電グリッドをまとめて供給することができる。列車の長さ、列車の積荷重量、および走行する地形によって、機械的な故障を防ぐための１つまたは２つの予備とともに、各列車に配置される発電機および／または電源セルの数が決定され得る。駆動機構の制御部は、結合器の縦方向の応力を最小限に抑え、かつシステム性能を最適化するために必要な移動の自由度を提供するために、個々の弾み車の回転速度に関係なく、各キャリッジが列車の推進または停止の努力に等しく寄与していることを確実にし得る。キャリッジの駆動機構に障害が発生した場合は、ニュートラルに移行し、列車が動き続けることができるように係合解除する場合がある。

いくつかの実施形態は、可変速度変速機を使用して駆動輪に連結される弾み車を回転させるように構成された、１つ以上の電気モータを使用し得る。これらの変速機は、加速中または巡航中に弾み車からエネルギーを吸収し、惰性運転時に係合解除し、かつ制動時に弾み車にエネルギーを蓄積する。弾み車の回転速度を事前設定された範囲内に維持するためにモータによって消費される電力の量は、列車の発電機のうちの何台を動作させ、どの容量で動作させるかを決定し得る。弾み車駆動シャフト８５０は、図８Ａおよび図８Ｄでは直線であるように示されているが、いくつかの実施形態では、弾み車駆動シャフト８５０は、弾み車６６０を支持するＰＣＡ枠組みの枢動運動に適応するために、弾み車６６０の中心と支持リング６２０との間のユニバーサルジョイントおよび重なり合ったスリーブを含んでもよい。弾み車駆動シャフト８５０は、図８Ａ～８Ｄでは支持リング６２０を超えて延在するように示されているが、いくつかの実施形態では、列車を駆動するモータおよび変速機の代替配置に適応するために、支持リング６２０内部で終端してもよい。

様々な実施形態では、列車がターミナルに近づくと、弾み車の回転速度を遅くすることが可能であり得るため、後に列車をスタンディングスタートから加速するために必要となる努力を見越して、制動プロセスを使用して弾み車を弾み車の動作範囲の上限に復元することができる。弾み車に貯蔵された位置エネルギーは、ターミナルにいる間に列車を操作するためにも使用され得るため、発電機をシャットダウンまたはスワップアウトすることができる。貯蔵されたエネルギーが、すべての必要なターミナル動作を完了し、かつターミナルで列車に追加された任意のキャリッジの弾み車に回転をつけるのに不十分な場合、列車は、ターミナルの電源に接続されてもよい。これにより、ターミナル周辺の騒音を低減し、かつ／または空気の質を維持することができる。

制御車
様々な実施形態では、本明細書に記載の強化されたコーナリング特性は、結合された支持トラス（列車の上弦材）が、枢動結合器アセンブリがそれらをカーブの中心に向かって移動した後に伸びないという事実に少なくとも部分的に導かれる。この機能は列車の平均コーナリング速度を正常に増加させるため、先頭のいくつかのキャリッジのうちの１つ以上をカーブの周りで移動させ、上弦材の前端部に適切なアンカー質量（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ ｍａｓｓ）を配置することができる。同様に、列車の後方は、後尾のいくつかのキャリッジがカーブを移動するときに任意のホイップラッシュ（ｗｈｉｐｌａｓｈ）効果に対抗するためにアンカーされてもよい。様々な実施形態では、制御車は、線路の曲率の変化を感知し、次いで、このアンカー効果を提供するために、列車の前方および／または後方に位置し得る。例えば、制御車およびそのバラスト重りは、カーブに入る先頭の数個のコンテナの応答を制御することによって、かつ／または後尾の数個のコンテナがカーブを離れるときのホイップラッシュ効果に対抗することによって、このアンカー質量を提供するのに役立ち得る。いくつかの実施形態では、制御車はまた、オペレータのキャビンを収納し得る。

図１１に、上述した所望のアンカー効果を制御車に提供するための例示的な機構を示す。例えば、図１１は、本発明の一実施形態による、制御車１１００を示す。様々な実施形態では、制御車１１００は、アーチ型支持梁１１１０、梁支持板１１２０、バラスト重り１１３０、および／または１つ以上の他の構成要素を含み得る。様々な実施形態では、制御車１１００は、支持トラスを有さなくてもよく、したがって、隣接するキャリッジと接続するためのピン結合器アセンブリに挿入するピンを有さない。したがって、制御車を隣接するキャリッジの上弦材（すなわち、上面構造）と接続するための機構が必要である。

様々な実施形態では、制御車１１００は、少なくとも上弦材接続部１１４０、下弦材接続部１１５０、および／または剛性の第３の接続部１１６０を介して隣接するキャリッジに接続され得る。様々な実施形態では、上弦材接続部１１４０は、ピン結合器アセンブリで隣接するキャリッジの上弦材に取り付けるチェーンまたは同様の可撓性ケーブル、または隣接するキャリッジの結合器を制御車１１００のバラスト重りに接続する何らかの他の結合機構を含み得る。様々な実施形態では、下弦材接続部１１５０はその下弦材コネクタ９４０で、制御車１１００を隣接するキャリッジに接続し得る。様々な実施形態では、下弦材接続部１１５０は、隣接するキャリッジの揺動アーム８２０をカーブの外側に押し出して、そのキャリッジの結合器をカーブの内側に向けて枢動させる際に移動するバラスト重り１１３０によって及ぼされる力を補完するであろう機構（例えば、油圧アシスト）を含み得る。このデバイスはまた、予想される任意のホイップラッシュに抵抗するための努力において、後方の制御車１１００がカーブに入る直前に隣接するキャリッジの結合器６７０の移動を開始することを可能にし得る。様々な実施形態では、上弦材および下弦材との接続部に加えて、剛性の第３の接続部１１６０が、制御車１１００と隣接するキャリッジとの間の追加の結合部を含んでもよい。様々な実施形態では、剛性の第３の接続部１１６０は、列車がカーブに入っていることを検出するための歯車機構および／または他の手段を有し得る。これは、隣接するトラス１００が直線から逸脱する程度を検出および測定するように構成された、結合器６７０の内部の機構に類似していてもよい。様々な実施形態では、剛性の第３の接続部１１６０は、移動するバラスト重り１１３０が隣接するキャリッジを制御車のより近くに引き寄せることを防止し得、その結果、そのことが及ぼす力のすべてを使用して、隣接するＰＣＡを枢動させ、そのＰＣＡの結合器６７０を移動させることができる。

様々な実施形態では、制御車１１００は、バラスト重り１１３０を利用するように構成されていてもよく、バラスト重り１１３０は、アーチ型支持梁１１１０上で左右に転がるように構成されていてもよい（これは、本明細書でさらに記載する図１２Ａ、１２Ｂ、および１２Ｃにも図示される）。様々な実施形態では、アーチ型支持梁１１１０は、制御車１１００の後方に向かって傾斜し、斜面上に設置された枢動支持板１１２０に据え付けられ得る。様々な実施形態では、支持板１１２０は、剛性の第３の接続部１１６０内の機構によって回転し得る。剛性の第３の接続部１１６０は、関節運動されてよく、列車がカーブに入り、次いで支持板１１２０を回転させて、バラスト重り１１３０をカーブの内側に向かって移動させるときを感知するために使用されてもよい。例えば、制御車１１００と隣接するキャリッジとの間の剛性の第３の接続部１１６０が、列車がカーブに入っていることを検出すると、機械的リンクは、アーチ型支持梁１１１０の下の支持板１１２０を枢動させる。アーチ型支持梁１１１０は斜面上に設置されるため、支持板１１２０が枢動すると、支持梁１１１０の端部はカーブの内側に向かって下降し、一方、他方の端部は、重力が速やかにバラスト重り１１３０をカーブの内側に向かったかつ低い位置に移動させるように上昇する。

様々な実施形態では、バラスト重り１１３０は、遠心力および運動量が隣接するトラスの下でカーブの外側に向かってコンテナを振り始めるのと同じように、隣接する枢動結合器アセンブリ（ＰＣＡ）の回転を開始および維持するのに役立つようなサイズにされ得る。好ましい実施形態では、下弦材コネクタ（図９に図示される）は、延伸されるまで限定された横方向の移動のみを可能にするため、先導する結合器アセンブリのこの移動は、各キャリッジがカーブに入ると列車の長さ全体に波及する連鎖反応を開始するのに役立つ。様々な実施形態では、移動したバラスト重り１１３０は、先頭の数個のキャリッジがカーブを通って移動するまで、列車の前面を固定してもよく、その後、先頭の数個のキャリッジは、後続のキャリッジを固定する。

いくつかの実施形態では、これらの同じ原理が、後部の制御車に適用されてもよい。バラスト重りを備えた後部の制御車が利用される実施形態では、後部の制御車のバラスト重りは、列車の後部でホイップラッシュに抵抗するようにバラスト重り自体を位置付けるために、カーブに到達する前に移動し始めることができる。上述のように、下弦材接続部１１５０に取り付けられた油圧アシストは、バラスト重りが隣接する結合器６７０を移動させる努力を支援してもよい。列車の速度および長さを知ることにより、車載コンピューティングシステムが、後部の制御車がカーブに近づいているときを計算することを可能にし得る。線路が直線になると、重力は、隣接するコンテナおよび結合器アセンブリを、制御車のアーチ型支持梁（例えば、制御車１１００のアーチ型支持梁１１１０）が、その通常の位置（例えば、線路に垂直）に戻されると同時に、垂直位置に戻す。これらの２つの動作を組み合わせることにより、回転バラスト重りをアーチの上部に戻し、レール間の中央に戻すことができる。

図１２Ａは、本発明の一実施形態による、アーチ型支持梁１１１０の例示的な上面図を示し、図１２Ｂは、本発明の一実施形態による、アーチ型支持梁１１１０の例示的な正面図を示し、図１２Ｃは、本発明の一実施形態による、アーチ型支持梁１１１０の例示的な側面図を示す。様々な実施形態では、アーチ型支持梁１１１０のセグメントＡは、取り付けられた結合器アセンブリが枢動を開始する前であっても、カーブの内輪の上でバラスト重り１１３０を迅速に移動させるように設計され得る。いくつかの実施形態では、セグメントＢ上のバラスト重り１１３０の任意の追加の移動は、取り付けられた結合器アセンブリが枢動した程度を反映する。アーチ型支持豆１１１０の正確な形状は、上にアーチ型支持豆１１１０が置かれている支持板１１２０の傾斜角とともに、バラスト重りに作用する重力が、バラスト重りを隣接する結合器の移動を促進する位置に素早く移動させることを可能にし得、カーブに入ると、カーブの内側に列車の上弦材を固定し、コーナリング速度の増加を可能にし得る。例えば、図１２Ｄは、図１１に図示される例示的な制御車のアーチ型支持梁１１１０の、列車がカーブを回るときの例示的な上面図を示し、図１２Ｅは、本発明の一実施形態による、アーチ型支持梁１１１０の、列車がカーブを回るときの例示的な前面図を示す。カーブした線路では、カーブの内側の支持梁１１１０の端部分が下降し、後部に移動し、これにより重力が内側の車輪上でバラスト重り１１３０を移動させる。支持板１１２０が傾斜しているため、支持梁１１１０が回転すると、一方の側は、他方の側が上昇すると下降し、バラスト重りを正しい側に押しやる。

いくつかの実施形態では、隣接する結合器アセンブリの回転に関与し得る上弦材接続部および下弦材接続部に加えて、制御車と隣接するキャリッジとの間の第３の剛性接続部は、バラスト重りが移動するにつれて一緒に引き込まれる制御車およびキャリッジの傾向に抵抗するのに役立ち得る。制御車と隣接するキャリッジとの間の複雑な関係により、いくつかの実施形態では、制御車および隣接するキャリッジはより恒久的に取り付けられ得、先頭の積載ユニットは、個々の制御車が自らの電力下で移動することができるように、発電機またはバッテリパックであってもよい。いくつかの実施形態では、個々の制御車に設置されたカメラは、オペレータがいずれかの端部から列車を運転し、後退時に可視性を提供することを可能にし得る。

様々な実施形態では、機械的リンクを使用して、制御車内およびキャリッジ内の重要な機能を接続および起動することができる。例えば、機械的リンクは、より堅牢で安定しており、保守が容易で故障しにくい可能性がある。

本明細書に記載の改良されたインターモーダル輸送システムは、例えば、海洋から河川への移送および／または陸上から水上への移送を容易にし得る。外航船および河川荷船は、ドックまたはクレーンを使用せず、ロールオンロールオフ方式で、港の穏やかな水上でコンテナを連結して交換するように設計することができる。車輪付きコンテナの移動性の向上は、各階層内および階層間で、船舶および荷船の両方でコンテナを移動させることを容易にし得るため、コンテナを停泊地間で船上で並び替えることができ、出発するコンテナを出口ランプの近くに配置して、迅速な転送を容易にすることができる。エプロン４５０に示されるノッチ４７０は、車輪のための高架チャネルを備えた傾斜路で使用される場合、（上述のように）勾配の変化による間隙を改善し得る。潮の干満および水位によってコンテナ間の相対的な高さが大きく変動し得るため、この機能は、河川荷船と陸上ターミナルとの間でコンテナを移送するときに特に役立つ可能性がある。

システムの利点
改良されたインターモーダル輸送システムの実施形態は、従来の鉄道車両を一緒に連結する代わりに、列車の貨物車両の構成要素のいずれも吊り上げることなく、かつ係合解除することなく、貨物コンテナおよび発電機を自動的に交換することを可能にする一連の標準化された交換可能な構成要素（例えば、キャリッジ、トラス、制御車）から列車が組み立てられる、新しいクラスの鉄道設備を含み得る。貨物コンテナは列車から分離しやすいように構成されているため、貨物車両は目的地別の貨物の並び替えにはいかなる役割も果たさないため、中間地点で荷物を降ろしたり拾ったりするための操車場は必要ないので、この機器はライン運搬動作に従事し続けることができる。目的地別の貨物の並び替えは、列車到着の間に自動化されたターミナル内で行われ得る。

いくつかの実装形態では、本明細書に記載の様々な構成要素は、まったく新しい設計であってもよく、既存の鉄道機器（例えば、線路およびスイッチを除く）と相互作用することができないか、または適合する必要がある場合がある。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のすべての構成要素は、保守の容易さ、特に摩耗品の交換のために設計されてもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の構成要素の設計は、ポジティブトレインコントロール（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、機器性能を監視し、故障が発生する前に故障を予測するための診断センサ、レール床の欠陥の測定しそれらの位置を報告すること、およびＲＦＩＤタグをすべての構成要素に取り付けてそれらの位置を継続的に追跡し、それらの状態を報告し、使用可能性を報告すること、ならびに貨物コンテナについてはそれらが積載されている場合は、何が搭載され、目的地はどこで、かつ所有者は誰かなど、最新の制御機器、安全機器、および診断機器を組み込んでもよい。

従来の鉄道設備では、従来の各鉄道車両および結合器は、１００台以上の積載車を勾配で牽引するのに十分な強度を持つ必要がある。本明細書に記載の実施形態により設計された列車および列車構成要素（例えば、キャリッジ、トラス、および／または他の構成要素）では、動力は列車全体に均等に分配することができ、従来の機器に存在する線形応力を排除することができる。本明細書に記載の実施形態はまた、改良された風袋重量比／負荷比、より良い燃費、および／またはレールインフラストラクチャの摩耗および破損を減少させる、より軽い機器設計を可能にし得る。剛性の関節運動スパインは、列車の操作から結合動作およびたるみ動作を排除し得る。従来の結合手順は、基本的に５ｍｐｈの制御された衝突であるが、これは大音量および乱暴の両方であり、かつ敏感な貨物を損傷するおそれがある。しかし、本明細書に記載の実施形態による列車および列車構成要素では、剛性スパインおよび分散された動力が、カーブにおける車輪／レールの摩耗を低減し、列車運転からストリングライニングおよびバフ動力（ｂｕｆｆ－ｆｏｒｃｅ）事象を排除することによって、脱線のリスクを低減し得る。

これらの運用特性は、従来の鉄道設備の多くの限界を克服し、鉄道のインターモーダルサービスの性能と競争力を飛躍的に向上させる改善されたインターモーダル輸送システムを可能にし、より小さな市場、より短い輸送、より小さな積載物へとその範囲を広げることができる。この改良された設備設計は、大量の貨物を高速道路からレールに移行させ、トラック輸送による社会的コストと環境破壊を低減する可能性を秘め得る。トラックの量が減少すると、大型トラックによる舗装損傷が軽減され、既存の高速道路および橋の耐用年数が延びるであろう。政府予算もまた、高速道路の維持管理コストの低下、ならびに混雑を減らすため、かつ効率的な経済にとって重要な高速道路のサービスレベルを維持するために必要な追加の車線マイルの建設における、潜在的な延期の可能性からも恩恵を受けるであろう。ＣＢＯの最近の報告によると、連邦、州、および地方自治体は現在、毎年１，７７０億ドルを高速道路インフラに費やしているが、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓはアメリカのインフラを「Ｄ」に格付けしており、その主要道路の４４パーセントが貧弱または平凡な状態となっている。米国の交通研究グループＴＲＩＰによると、修理費用を必要とする道路上を運転することは、年間１，２８９億ドルの追加の車両修理および運転費用（運転手当たり６０５ドル）を必要としている。Ｆｅｄｅｒａｌ Ｈｉｇｈｗａｙ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎは、道路、高速道路、および橋梁の改良に費やされた各ドルは、車両の保守点検費用の削減、遅延の削減、燃料消費量の削減、安全性の向上、道路および橋梁の保守点検費用の削減、ならびに交通流の改善による排出量の削減という形で５．２０ドルを返すと見積もっている。これらの事実は、貨物量の鉄道への有意義な移行が、温室効果ガスの排出量の低減、空気の質の向上、および高速道路の安全性の向上をはるかに超えた社会的利益をもたらすことを示している。

様々な実装形態では、自動化されたターミナル動作はまた、本明細書に記載の改良されたインターモーダル輸送システムの従来のシステムに対する利点を表し得る。並び替えプロセスに不可欠なコンテナ交換および列車組み立てステーションは、機器を保管し騒音伝達を低減するために屋内に配置することができる。弾み車に貯蔵されたエネルギーを使用する、かつ／またはターミナルの電源を活用することにより、ターミナル滞在中に発電機を停止させることができる。したがって、本明細書に記載の様々な実施形態による改善されたインターモーダルターミナルは、ほとんど大気汚染を発生させず、したがって政治的反対を生み出す可能性が低い静かな隣人となり得る。

予備のコンテナおよびトラスは垂直に保管され得るため、ターミナルの設置面積は、従来のインターモーダルターミナルよりも小さくてもよく、それらが人口の中心の近くに配置されることを有益に可能にして、消耗コストを削減する。一部のコンテナは、隣接する沈み込んだ車線で待機している平台型トラックに直接荷下ろしされ得、最終配送のために直ちにトラックを出発させることを可能にする。他のコンテはターミナルに留置され、後で正しい方向に向かう列車に追加され得る。

様々な実装形態では、ルーティングソフトウェアは、下流ターミナルの遅延を最小限に抑えるために、輸送インフラストラクチャを通って移動するインターモーダルシステムの構成要素（例えば、列車、制御車、キャリッジ、コンテナ、在庫／商品、および／または他の構成要素）として、コンテナを目的地別にグループ化し得る。出発するコンテナおよび燃料補給された発電機は、特定の待機ステーション（例えば、ターミナル、海上港、ＣＥＳ）に配置され得、ここでは、到着するコンテナおよび発電機が特定のＣＥＳに位置決めされたときに列車が停止され得る。各ターミナルに設置されているＣＥＳの数が貨物量の関数となり得るように、複数の交換が同時に行われてもよい。

様々な実装形態では、強化された設備利用率はまた、本明細書に記載の改良されたインターモーダル輸送システムの従来のシステムに対する利点も表し得る。典型的な鉄道車両、すなわち荷物を積載して移動している鉄道車両は、約１０％の時間でしか収益を生み出していない。貨物コンテナを貨物車両から分離し、列車到着の間の自動化されたターミナルでそれらを並び替えることによって、本明細書に記載の実施形態は、有益には操車場を必要とせず、これにより、大部分の機器がはるかに多くの時間を、収益を生み出すサービスを継続することを可能にし得る。これにより、運搬能力の単位当たりの設備資本コストが有利に低下する可能性がある。運転者は通常、内部の貨物を扱うのではなく、コンテナもしくは内部ラックを積み下ろしするため、この同じ利点が荷物運搬操作にも生じ得る。

鉄道には多くの場合、立ち往生を防止するため各列車に第２の推進力が含まれている。標準的な発電機は機関車に比べてわずかな費用であり得、よりきめ細かいバックアップおよび電力支援を提供し、本明細書に記載の構成要素の設計により、必要な保守点検、修理、または検査でオフラインにすることが必要とされ得るのは、最小限の設備投資のみである。

様々な実装形態では、本明細書に記載の改良されたインターモーダル輸送システムは、従来のシステムと比較して改良された懸架を提供し得る。本明細書に記載の様々な構成要素は、懸架システムの一部として機能し、コンテナを不均一なレール床の衝撃から隔離し、貨物を損傷から保護することができる。特定のコンテナによる、コンテナを収納するキャリッジの車輪のうちの１つによる突然の動きに対する任意の反応は、設計に組み込まれた可撓性によって低減され、遅延され、かつ／または緩衝されてもよい。列車の運行におけるたるみ動作および結合の排除は、貨物を損傷からさらに保護する。

これらの改良された懸架特性および改良されたコーナリング特性（上述）は、改良されたインターモーダル列車がより高い平均速度で（おそらくもはや旅客列車の速度で）、かつ従来の鉄道設備が速度を低下させることを余儀なくされる可能性のある比較的劣悪な状態の線路上で、動作することを可能にするはずである。より高い平均速度では、輸送時間はトラック輸送よりも競争力があり得、設備使用率メトリックはさらに向上し、設備投資単位当たりのより多くのトンマイルを生み出し得る。比較的軽量な機器および小さな負荷により、鉄道インフラストラクチャに課せられる追加のメンテナンス負担を最小限に抑えることができるはずである。

小型の移動式積載ユニットは、積載ドックを超えて移動することができ、ユーザは製造、梱包、および流通活動で生産性の向上を追求することが可能となる。ベースライン設計は、小さな小口トラック輸送（ＬＴＬ）サイズのコンテナを指定するが、多くのユーザ（荷物配送会社など）に４つの内部車輪ラックを装備することで、出荷サービスの柔軟性をさらに拡大する。例えば、内部の車輪付きラックは、途中で目的地別に荷物を並べ替えるために使用され得る。このシナリオでは、荷降ろしされたコンテナをターンテーブルに置き、巻き上げ式ドアを開き、コンテナの内部ラックのうちの１つ以上を引き出し、次いでコンテナを回転させて、同じかまたは類似の目的地である交換用ラックを挿入してから、コンテナを列車に戻すための、専用のコンテナ交換ステーションが設けられ得る。いくつかの実施形態では、内部ラックはまた、梱包費用および木枠梱包費用を削減するために、特定のアイテム（例えば、自動車用変速機またはダッシュボード）を運搬するように設計され得る。これらのコンテナもしくはこれらコンテナのラックは、さらなる処理をすることなく、最終的な設置のために組み立て工場の適切なステーションに転がすことができる。梱包をより少なくすることはまた、固体廃棄物の流れを有益に削減し、例えば、環境および／または費用の利点をもたらすことができる。このアプローチはまた、従来の設備が行うようにユニット列車に限定するのとは対照的に、ラックサイズの積荷にインターモーダル輸送の効率性をもたらし得る。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の改良されたインターモーダル輸送システムの構成要素は、ユーザに分散倉庫の任意選択肢を提供して、ターミナルでのコンテナまたはラックの保管を容易にし得る。在庫は、商品の予想される地域的需要変動を満たすために市場間で宛先変更することができ、かつこれを出荷代理店または顧客に製品を取り扱うことを要求することなく行うことができ、それにより、取扱人件費を削減し、鉄道輸送費用のみを負担しながら、ユーザの最終的な配送が必要に応じた局所的な運搬のみを含むことを保証することができる。いくつかの場合、オンサイトターミナルを備えた専門の工業パークおよび流通パークは、本明細書に記載の様々な構造的特徴を有する。例えば、天井レール上で動作し得る自動コンベアシステムは、２４時間年中無休でターミナルとユーザ施設との間でコンテナを輸送することができる。この場合、大手小売業者は、比較的離れた低費用の流通センターから一晩で積載されたコンテナを地域の店舗に配送し、内部ラックを使用して、在庫を再在庫補充のために販売フロアに直接配送することができる。

いくつかの実装形態では、本明細書に記載の改良されたインターモーダル輸送システムは、従来のシステムと比較して、より持続可能な輸送を提供し得る。例えば、鋼製レール上の鋼製車輪は、舗装道路のトラックタイヤよりもエネルギー効率が６～１０倍高くなる。風袋重量比／負荷比およびキャリッジ操舵機構が改良された、軽量化された設備設計により、従来の鉄道設備よりも効率が向上されるはずである。弾み車は、制動により通常失われるエネルギーの多くを貯蔵および再利用するために利用され得、コーナリング特性の改良により、カーブの前に列車をできるだけ減速し、次いでそれらを動作速度まで加速させる必要がないことにより、エネルギーを節約し得る。

本明細書に記載の操車場活動の排除を促進することは、Ｃｌａｓｓ １鉄道がヤード切り替え単独で毎年２億ガロン以上のディーゼル燃料を使用する可能性があるため、燃料消費を削減することもできる。ターミナルに給油所を設置して、移動の長距離輸送とドレージ輸送の両方にＣＮＧを使用することで、大気汚染物質をさらに減らすことができる。時間の経過とともに、バッテリ技術の進歩は、列車およびドレージトラックに、無公害動作のために再生可能エネルギーで充電されたバッテリを供給することを可能にし得る。いくつかの場合、構成要素設計は、発電機のいくつかをバッテリパックに置き換えることによってハイブリッド構成への早期移行を可能にし得る。このシステムは、運転手不足または燃料価格の変動の影響を受けにくい可能性があるため、輸送サービスのより安定した価格設定をもたらし得る。隊列走行機能を備えた自律型トラックの到着が予想されるため、人件費は削減される可能性はあるが、自律型トラックは、鉄道輸送ほどエネルギー効率が高くなく、または交通渋滞および舗装損傷の懸念を軽減する可能性が低い。

本明細書に記載の実施形態は、有益には、鉄道業界に改良された配送性能を提供し得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のキャリッジおよび／または他の構成要素は、既存のインフラストラクチャと完全に互換性があり得るが、本明細書に記載の列車の制動および加速は従来の機器よりも応答性が高い可能性があるため、より短い列車スロットを可能にすることもまた予想され得る。これにより、鉄道が既存の操車場の容量によって制限されたり、追加の圧力をかけたりすることなく、かつインフラストラクチャに最小限の追加の摩耗を与えるのみで、既存の資産基板をより十分に活用し、ルート／経路の収益を生み出す可能性を拡大する機会を提供する可能性がある。本明細書に記載されるように、異なるゲージを使用して鉄道間で積荷を転送することは、２つの列車を互いに並べて停車させ、コンテナを転がすのと同様に単純であり得る。

本明細書に記載の実施形態はまた、ドレージ輸送動作の長距離輸送との調整を有益に容易にし、個々のターミナルのサービス領域内のコンピュータ化されたルーティングシステムを使用して、サービスを最適化するためにピックアップと配送とを合致させて費用を最小限に抑えることができる。これにより、出荷を調整するために３ＰＬ会社の使用を必要とするかなり混沌とした市場として現在認識されているポータルからポータルへの出荷者のための、１つの連絡先が提供される。分散倉庫の任意選択肢を有する実施形態を活用することにより、小さな企業でさえ、効率的な全国的流通ネットワークを必要とすることが多いサプライチェーンで競争することができる可能性がある。

本明細書に記載の様々な機器実施形態の改良された懸架特性および乗車特性は、貨物損傷を低減するために、結合動作およびたるみ動作の排除と組み合わせられ得る。貨物は、施錠されたコンテナ内に移動され得、かつ／またはルートにない場合は、屋内ターミナルおよび保管施設の管理された環境に収納され得るので、盗難は排除され得る（もしくは、少なくとも減少され得る）。いくつかの実施形態では、本発明者らの設計は、システムおよびその従業員が、概してコンテナの内容物ではなくコンテナおよび／または内部ラックを取り扱うことを予想するため、破損、減少、および保険料はすべて低減されるはずである。実施形態は、トラック輸送と競合するが、より低い費用でサービスを提供することができ得る。最後に、このクリーンテクノロジーを利用する荷主は、ビジネス目標を達成するたびに、重要性が増している優れた企業市民権の尺度である持続可能性へのコミットメントを示すであろう。

説明の目的のため、説明の完全な理解を提供するために、数多くの具体的な細部が示されている。本明細書に記載の実施形態は、これらの具体的な詳細なしに、または同等の配置で実践され得ることが、当業者によって理解されるであろう。したがって、本技術は、開示された実施形態に限定されず、むしろ、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内の修正および等価の構成を包含することが意図されることを理解されたい。例えば、本技術が、可能な限り、任意の実施形態の１つ以上の特徴を、任意の他の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わせることができることを企図することを理解されたい。

様々な事例において、説明を不必要に曖昧にすることを避けるために、周知の構造およびデバイスはブロック図形式で示される。ブロック図の構成要素（例えば、モジュール、ブロック、構造、デバイスなど）は、本明細書で明示的に説明されかつ図示される以外の方法で、様々に組み合わせられ、分離され、除去され、並べ替えられ、かつ置き換えられてもよい。

本明細書における「一実施形態」、「実施形態」、「いくつかの実施形態」、「様々な実施形態」、「特定の実施形態」、「他の実施形態」、「一連の実施形態」などへの言及は、その実施形態に関連して説明される特定の特徴、設計、構造、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な場所における「一実施形態では」または「実施形態では」という表現の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指しているとは限らず、他の実施形態とは互いに排他的な別個のまたは代替的な実施形態でもない。さらに、「実施形態」などへの明示的な言及があるかどうかにかかわらず、様々な特徴が記載されており、これらの特徴は、いくつかの実施形態では様々に組み合わされ、含まれてもよいが、他の実施形態では様々に省略されてもよい。同様に、いくつかの実施形態に対する好みまたは要件であり得るが、他の実施形態ではない様々な特徴が説明される。

本明細書で使用される言語は、可読性および教授目的のために主に選択されており、本発明の主題を描写または回避するために選択されていない場合がある。本発明の他の実施形態、使用法、および利点は、本明細書に開示される本発明の明細書および実践を考慮することから、当業者に明らかになるであろう。本明細書は、例示的なものに過ぎず、したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図される。

１００ 支持トラス
１１０ 接続ピン
３００ 貨物コンテナ
３４０ 機械的フック
４２０ 車輪
５１０ 床面
５４０，５５０ 枢動床板
７４０ スロットル付き垂直シリンダ
１１００ 制御車

Claims (59)

1. 列車を介してインターモーダル貨物コンテナを輸送するためのシステムであって、前記システムは、
   結合器で長手方向に接続された支持トラスであって、前記支持トラスは、１つ以上の貨物コンテナおよび／または１つ以上の電源セルを上から把持するための機械的フックを含み、前記１つ以上の電源セルは、発電機および／またはバッテリパックを含む、支持トラスと、
   １つまたは２つの隣接する支持トラスに接続された枢動結合器アセンブリを備えたキャリッジであって、前記枢動結合器アセンブリは、前記結合器を備え、前記結合器に前記支持トラスが長手方向に接続されている、キャリッジと、
   コーナリング時に、隣接するキャリッジの前記枢動結合器アセンブリを制御するように構成された、１両以上の制御車と、
   １つ以上のコンテナ交換ステーションを備えるターミナルであって、個々のコンテナ交換ステーションは、貨物コンテナが前記コンテナ交換ステーション上に位置付けられたときに回転するように構成された枢動床板を備え、線路に隣接する床および／または前記線路間の前記床が高くなって前記貨物コンテナの車輪に接触すると、前記回転した枢動床板を介して前記貨物コンテナを前記列車から取り外すことができる、ターミナルと、を備える、システム。
2. インターモーダル貨物コンテナを輸送するための列車であって、前記列車は、
   結合器で長手方向に接続された支持トラスであって、前記支持トラスは、１つ以上の貨物コンテナを支持するように構成された支持トラスを含み、前記支持トラスが、第１の結合器で長手方向に接続された少なくとも第１の支持トラスと第２の支持トラスとを含む、支持トラスと、
   前記第１の結合器を備える枢動結合器アセンブリを備える、キャリッジと、
   コーナリング時に、隣接するキャリッジの前記枢動結合器アセンブリを制御するように構成された制御車と、を備える、列車。
3. 前記支持トラスおよび前記結合器が、前記列車の上部で関節運動スパインを形成する、請求項２に記載の列車。
4. 前記第１の支持トラスは、前記第１の支持トラスの後端部に垂直に溶接された第１の接続ピンを介して前記第１の結合器に接続され、前記第１の接続ピンは、前記第１の結合器の第１のスロット付き垂直シリンダに挿入されるように構成されている、請求項２に記載の列車。
5. 前記第１の支持トラスは、前記後端部で前記第１の接続ピンに向かって先細状である、請求項４に記載の列車。
6. 前記第２の支持トラスは、前記第２の支持トラスの前端部に垂直に溶接された第２の接続ピンを介して前記第１の結合器に接続され、前記第２の接続ピンは、前記第１の結合器の第２のスロット付き垂直シリンダに挿入されるように構成されている、請求項４に記載の列車。
7. 前記第１の接続ピンを前記第１のスロット付き垂直シリンダに挿入することと、前記第２の接続ピンを前記第２のスロット付き垂直シリンダに挿入することと、が、前記第１の支持トラスと前記第２の支持トラスとの間の電気回路を完結する、請求項６に記載の列車。
8. 前記第１の支持トラスと前記第２の支持トラスとの間の前記電気回路を完結することにより、前記第１の支持トラスが前記第２の支持トラスに接続されていることを示す通知が管理者のデバイスに提供される、請求項７に記載の列車。
9. 電力および／または電気信号が、前記完結された電気回路を介して、前記第１の支持トラスから前記第２の支持トラスに伝送される、請求項７に記載の列車。
10. 前記第１の支持トラスおよび前記第２の支持トラスに取り付けられたケーブル、ならびに前記第１の結合器の上部に配置されたジャッキをさらに備え、前記ジャッキが前記ケーブルを引張状態にさせるように構成されている、請求項６に記載の列車。
11. 前記第１の接続ピンおよび前記第２の接続ピンは、中空ピンを含み、前記ジャッキは、前記ジャッキの基部の下に、前記第１の接続ピンおよび前記第２の接続ピンの前記中空ピン内に収まるように構成された棒を含む、請求項１０に記載の列車。
12. 前記枢動結合器アセンブリは、制動から生成されたエネルギーを回収するように構成された弾み車をさらに備える、請求項２に記載の列車。
13. 前記キャリッジは、駆動機構をさらに備え、前記駆動機構は、前記弾み車に結合された電気モータと、前記弾み車を前記キャリッジの１つまたは複数の駆動輪に接続する可変変速機と、を含む、請求項１２に記載の列車。
14. 前記可変変速機は、前記弾み車の回転速度を加速するように構成されており、前記弾み車の前記回転速度を加速することが前記列車を減速させる、請求項１３に記載の列車。
15. 前記キャリッジ内の前記弾み車は、前記列車の前記加速で貯蔵された機械的エネルギーを使用し、かつ前記列車の動作速度を維持するように構成されている、請求項１３に記載の列車。
16. 前記列車は、前記支持トラスのうちの１つ以上に取り付けられた１つ以上の電源セルをさらに含み、前記１つ以上の電源セルは、発電機および／またはバッテリパックを含む、請求項１２に記載の列車。
17. 前記１つ以上の電源セルは、列車全体のグリッドに電力を供給し、前記列車全体のグリッドが前記キャリッジに移動用の電力を供給する、請求項１６に記載の列車。
18. １つ以上の電力供給は、制動から生成され前記弾み車によって回収される位置エネルギーを貯蔵するように構成されている、請求項１６に記載の列車。
19. 前記制御車は、傾斜上に設置された枢動梁支持板と、前記枢動梁支持板上に据え付けられたアーチ型支持梁と、前記アーチ型支持梁上で左右に転がるように構成されたバラスト重りと、をさらに含み、前記枢動梁支持板は、前記列車がカーブに入ると回転し、これにより前記バラスト重りを前記カーブの内側に向かって移動させる、請求項２に記載の列車。
20. 前記制御車は、前記列車の前部に配置された第１の制御車を含み、前記列車は、前記列車の後部に配置された第２の制御車をさらに含む、請求項２に記載の列車。
21. １つ以上の貨物コンテナまたは電源セルを上から取り外し可能に把持するための１つ以上の機械的フックを含む、支持トラスであって、前記１つ以上の電源セルは、発電機および／またはバッテリパックを含む、支持トラス。
22. 前記支持トラスは、列車の構成要素であり、かつ前記列車のための電気配線および／または制御配線を収納するように構成された少なくとも１つの中空弦材を含む、請求項２１に記載の支持トラス。
23. 前記支持トラスは、貨物コンテナまたは電源セルの上面に配置された１つ以上の支持ループを介して、少なくとも１つの前記貨物コンテナまたは電源セルを把持するように構成されている、請求項２１に記載の支持トラス。
24. 前記１つ以上の機械的フック上の１つ以上の安全ラッチは、前記１つ以上の支持ループが前記１つ以上の機械的フックから押し出されるのを防止するように構成されている、請求項２３に記載の支持トラス。
25. 前記１つ以上の機械的フックは、前記支持トラスの回転バーに取り付けられ、前記１つ以上の機械的フックは、前記回転バーが回転すると前記１つ以上の支持ループに通されるように構成されている、請求項２３に記載の支持トラス。
26. 前記１つ以上の機械的フックは、前記１つ以上の支持ループに通されるように構成された先細状の端部を含む、請求項２３に記載の支持トラス。
27. 前記支持トラスは、少なくとも第１のコンテナおよび第２のコンテナを上から支持するように構成されている、請求項２１に記載の支持トラス。
28. 前記第１のコンテナと前記第２のコンテナとが、前記列車の下弦材の中心線で接続されている、請求項２７に記載の支持トラス。
29. 前記第１のコンテナおよび前記第２のコンテナは、それらの底平面で枢動結合器アセンブリの揺動アームに接続され、前記枢動結合器アセンブリは、前記第１のコンテナおよび前記第２のコンテナに隣接するキャリッジと一体化され、前記第１のコンテナの前記底平面、前記揺動アーム、および前記第２のコンテナの前記底平面が、前記列車の前記下弦材を形成している、請求項２８に記載の支持トラス。
30. 列車を介して貨物を輸送するように構成されたコンテナであって、前記コンテナは、
    前記コンテナの上面に配置され、支持トラスの１つ以上の機械的フックを受容するように構成された１つ以上の支持ループであって、前記コンテナが、前記１つ以上の機械的フックおよび前記１つ以上の支持ループを介して前記支持トラスに取り外し可能に取り付け可能である、１つ以上の支持ループと、
    ターミナルに配置されたコンテナ交換ステーションの枢動床板とインターフェースするように構成された、前記コンテナの底面上の枢動車輪であって、前記コンテナが、前記枢動床板が回転して前記列車が停まっている線路に対して垂直の位置になると、前記枢動車輪を介して前記列車から離れるように構成されている、枢動車輪と、
    前記コンテナの前記前端部における、前記コンテナの前記底面での第１のキャリッジとの第１の接続部であって、前記コンテナは、前記第１のキャリッジの枢動結合器アセンブリの揺動アームを介して前記第１のキャリッジに接続されている、第１の接続部と、
    前記コンテナの前記後端部における、前記コンテナの前記底面での第２のキャリッジとの第２の接続部であって、前記コンテナは、前記第２のキャリッジの枢動結合器アセンブリの揺動アームを介して前記第２のキャリッジに接続されている、第２の接続部と、を備える、コンテナ。
31. 列車の交換可能な構成要素として使用されるように構成されたキャリッジであって、前記キャリッジは、
    前記列車が停まっている線路に平行に位置決めされた、２つの平行リングのセットと、
    前記平行リングに垂直な支持リングであって、前記平行リング間の中央に置かれている、支持リングと、
    少なくとも１つの結合器を含む枢動結合器アセンブリであって、前記少なくとも１つの結合器が、前記支持リング上に置かれ前記支持リング上で左右に移動するように構成され、かつ前記キャリッジを第１の支持トラスおよび第２の支持トラスに結合するように構成されている、枢動結合器アセンブリと、を備える、キャリッジ。
32. 前記第１の支持トラスおよび前記第２の支持トラスは、前記第１の支持トラスおよび前記第２の支持トラスの下に吊り下げられた１つ以上のコンテナを支持するように構成されている、請求項３１に記載のキャリッジ。
33. 前記結合器は、前記第１の支持トラスの第１の接続ピンと、第２の支持トラスの第２の接続ピンとを受容するように構成されている、請求項３１に記載のキャリッジ。
34. 前記枢動結合器アセンブリは、前記支持リングの下に位置決めされた揺動アームを含み、前記揺動アームは、前記第１の支持トラスから懸架された第２のコンテナおよび前記第２の支持トラスから懸架された第１のコンテナに接続されている、請求項３１に記載のキャリッジ。
35. 前記枢動結合器アセンブリは、制動から生成されたエネルギーを回収するように構成された弾み車を備える、請求項３１に記載のキャリッジ。
36. 前記平行リングは、前記支持リングに支持を提供するように構成され、前記支持リングは、前記列車がレール上を走行するときに前記第１の支持トラスおよび前記第２の支持トラスを支持する、請求項３１に記載のキャリッジ。
37. 前記支持リングは、前記第１の支持トラスおよび前記第２の支持トラスを支持する前記結合器が前記カーブの内側に向かって移動すると、コーナリング中に前記第１の支持トラスおよび前記第２の支持トラスに支持を提供するように構成されている、請求項３１に記載のキャリッジ。
38. 前記平行リングと前記支持リングとが接続されて前記キャリッジの剛性フレームを形成し、前記平行リングおよび前記支持リングが、前記平行リングと前記支持リングとが合流する垂直軸を中心に、かつ前記平行リングの中央の水平軸を中心に、枢動もしくはわずかに屈曲するように構成されている、請求項３１に記載のキャリッジ。
39. 前記平行リングは、前記キャリッジの基部で車軸に接続されたアーチ型支持梁の上に置かれ、複数のころ軸受または低摩擦グライドが、前記平行リングと前記アーチ型支持梁との間のインターフェースを形成する、請求項３１に記載のキャリッジ。
40. 前記結合器の底面が湾曲して前記支持リング上に置かれ、前記結合器の前記底面が、前記結合器と前記支持リングとの間の前記インターフェースを形成する複数のころ軸受または低摩擦グライドを含み、前記複数のころ軸受または前記グライドが、前記結合器が前記支持リング上で左右に移動することを可能にする、請求項３１に記載のキャリッジ。
41. 前記枢動結合器アセンブリの枠組みは、前記支持リングの内側の、前記結合器に接続されたピンから懸架されている、請求項３１に記載のキャリッジ。
42. 前記キャリッジは、各平行リングの下に支持梁をさらに含み、前記支持梁は、前記キャリッジの車軸および／または車輪に接続されている、請求項３１に記載のキャリッジ。
43. 前記キャリッジは、前記枢動結合器アセンブリの前記枠組みに、前記列車の前記下弦材内の任意の動きの反対方向に常に前記結合器を移動させるように、前記枢動結合器アセンブリを前記平行リングの前記前部および後部に固定する、枢動締め具をさらに含む、請求項３１に記載のキャリッジ。
44. 隣接するキャリッジの枢動結合器アセンブリをコーナリング時に制御するように構成された、列車のための制御車であって、前記制御車は、
    斜面上に設置された枢動梁支持板と、
    前記枢動梁支持板上に据え付けられたアーチ型支持梁と、
    前記アーチ型支持梁上で左右に転がるように構成されたバラスト重りと、を備え、
    前記列車がカーブに入ると、前記枢動梁支持板が回転し、前記バラスト重りが前記カーブの内側に向かって移動する、制御車。
45. 前記アーチ型支持梁は、前記制御車の背面に向かって傾斜している、請求項４４に記載の制御車。
46. 前記制御車は、前記制御車と、隣接するキャリッジの下弦材との間の接続部を介して、前記隣接するキャリッジの枢動結合器アセンブリに接続されている、請求項４４に記載の制御車。
47. 前記列車がカーブに入り、前記バラスト重りの移動の任意の傾向に抵抗して前記隣接するキャリッジを前記制御車に向かって引くと、剛性の第３の接続部が前記梁支持板を屈曲させ、かつ回転させる、請求項４６に記載の制御車。
48. 前記制御車は、可撓性部材を介して隣接するキャリッジにさらに接続されており、前記可撓性部材は、前記バラスト重りを前記隣接するキャリッジの上弦材に接続している、請求項４７に記載の制御車。
49. 前記制御車は、前記列車の前記前部に配置されている、請求項４４に記載の制御車。
50. 前記制御車は、前記列車の前記後部に配置されている、請求項４４に記載の制御車。
51. 前記制御車は、オペレータ用のキャビンを備えている、請求項４４に記載の制御車。
52. 列車を介してインターモーダル貨物コンテナを輸送するためのシステムであって、前記列車は、いくつかの支持トラス、いくつかのキャリッジ、および１両以上の制御車を備えており、前記システムは、
    結合器で長手方向に接続された複数の支持トラスであって、貨物コンテナを上から把持するための機械的フックを含む、複数の支持トラスと、
    複数のキャリッジであって、その各々が２つの隣接する支持トラスに接続された枢動結合器アセンブリを含み、前記枢動結合器アセンブリは、前記支持トラスが長手方向に接続された前記結合器を含み、前記キャリッジの数が前記支持トラスの数よりも１つ多い、複数のキャリッジと、
    コーナリング時に、隣接するキャリッジの前記枢動結合器アセンブリを制御するように構成された、１両以上の制御車と、を含む、システム。
53. 前記枢動結合器アセンブリの前記支持トラスおよび前記結合器が、前記列車の上部で関節運動スパインを形成する、請求項５２に記載のシステム。
54. 個々の支持トラスは、電気配線および／または制御配線を収納するように構成された少なくとも１つの中空弦材を含む、請求項５２に記載のシステム。
55. 個々の支持トラスは、各々２つの貨物コンテナおよび／または２つの電源セルを収容し、前記１つ以上の電源セルは、発電機および／またはバッテリパックを含む、請求項５２に記載のシステム。
56. 前記支持トラスの第１の支持トラスに取り付けられた、第１のコンテナおよび第２のコンテナをさらに含み、前記第１のコンテナと前記第２のコンテナとは前記列車の下弦材の中心線で接続されている、請求項５２に記載のシステム。
57. 前記制御車は、アーチ型支持梁上で左右に転がるように構成されたバラスト重りを備える、請求項５２に記載のシステム。
58. 前記アーチ型支持梁は、前記制御車の背面に向かって傾斜し、斜面上に設置された枢動梁支持板上に据え付けられている、請求項５７に記載のシステム。
59. 前記梁支持板は、前記列車がカーブに入ると回転し、前記バラスト重りを前記カーブの内側に向かって移動させる、請求項５８に記載のシステム。

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