JP4116532B2

JP4116532B2 - ２両連結乗用中間傾斜電動モノレール

Info

Publication number: JP4116532B2
Application number: JP2003416258A
Authority: JP
Inventors: 英男千種; 寛池川; 英樹千種
Original assignee: ちぐさ技研工業株式会社
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2023-12-15
Also published as: JP2005170315A

Description

この発明は、丘陵地にある住宅地などの傾斜の多い道に設けられ高齢者や介助者が座坐しあるいは車椅子ごとに乗車して坂道を安楽に通行することができる４人乗りの２両連結乗用中間傾斜電動モノレールに関する。神戸、尾道、長崎などでは海からすぐに丘陵が続き丘陵の途中から頂上にかけて住宅が立ち並んでいる。風光は明媚であるが歩行者にとっては必ずしも好都合でない。自動車で上り下りできない狭く傾斜のきつい道の両側にも家屋がある。広くて古い家屋には老人が住んでいることも多い。

傾斜の強い細い道を毎日歩いて上り下りするのは年老いた者にとってつらいものである。足腰が弱り車椅子で通行することを余儀なくされることもある。介護者が車椅子を押して傾斜地の細径を往来すると一層介護者の疲労をつのらせる。古い住宅地は道が細くて自動車が通らないこともある。坂道が階段になっている場合は車椅子の通行はさらに難しい。車椅子のお世話にならない老人であっても毎日、急坂を上り下りするのは気が滅入ることである。

エスカレータを設置すれば急坂を昇降するのは楽になる。しかしそれは極めて高コストの乗り物である。短い距離をつなぐものでも建設費は膨大である。市町村が容易に負担できるものではない。

本発明者は丘陵地の多い近郊住宅地において全く新しい通行手段として乗用モノレールを提案したい。モノレールはエスカレータよりもずっと少ない投資によって設置できる。エスカレータのように頻繁な保守点検は不要であるという利点がある。

電動モノレールの技術が次第に熟してきた。電動であれば様々な制御を行う自由度が生ずる。本発明は新規な電動乗用モノレールの乗用台車を水平に保持するような機構に関するものである。レールが傾斜しているので台車も同じように傾斜するというのが普通のモノレールである。しかし車椅子に座っているとか足腰の弱い老齢者が乗車するのだから台車は水平に保持したい、という要望も強い。

それで本発明は台車を常時水平になるようにする。その時に一層の工夫をしたい。前端の軸を中心にして後端を持ち上げるのではなく、中間に軸を設け中間軸まわりに台車を走行車架にたいして回転させる。前半分では台車が沈む。後半分では台車が持ち上がる。平均としての高さは殆ど変わらず重心が上がらない。重心が持ち上がらないから安定性に優れる。本発明はそのような電動乗用モノレールを与える。ここで台車の前とか後ろというのは、レールが高い方が前、低い方が後ろとして定義する。山側が前、麓側が後ろである。前端というのは山側の端、後端というのは麓側の端である。

モノレールといっても本発明が対象にするのは極めて小規模で低速で小人数用の乗り物である。本発明におけるモノレールの概念を初めにハッキリしておこう。乗用モノレールといえば浜松町と羽田の間のモノレールを思い浮かべるであろう。それは高架の上に設けた水平の道の上を大量の乗客を載せて走行する有料の都市交通手段である。平坦な道路とタイヤが用いられ摩擦力に頼って動くのでほんの弱い傾斜地ですら上り下りすることはできない。

本発明はそのような通勤客を大量に載せるための都市交通手段としてのモノレールではない。徒歩の代替手段としての４人乗りの２両連結電動の乗用モノレールである。大量交通手段のモノレールとは規模だけでなく、レールが違う。台車も違う。ラック・ピニオンで動くという特性でも違う。
そのような小型乗用モノレールは未だ実現していない。高齢者が増加してゆくにしたがって小型乗用モノレールは通行手段として極めて有用であろう。

もともと本出願人のモノレールは単軌条運搬車と呼ばれた。レ−ルは角型断面の筒体１本で側方にラックが溶接されている。駆動はエンジン駆動である。駆動車両には駆動ピニオンが付いておりラックと噛み合っている。４５度の急勾配でも安全に上り下りできるものである。山岳地帯での農作業、林業において、農産物、肥料、木材などの運搬に用いられた。無人の運搬車であった。初期のものは２００ｋｇ程度の荷物搭載量であった。土木用になると１ｔの土石セメントなどを運搬するものもある。

速度は遅くて人間の歩行速度よりも遅い。しかしそのような丘陵、山岳の道無き道をなんなく走行できるし小型だから有用な運搬手段である。山岳地であるとレ−ル敷設の自由度が高いので傾斜を一定にするとか彎曲をどうするかということは比較的自由に決めることができる。

単軌条運搬車は荷物運搬が目的で無人が原則であった。その内に林業の現場まで作業員を運ぶための手段としても用いられるようになった。レ−ルの強度を増強し耐荷重性を高めた。動力車と台車を分離して単軌条運搬車を大型化した。

山間僻地に設けられる単軌条運搬車は電力線を引くことができない。ガソリン（潤滑油を含んだ混合油）を燃料として携行しエンジンで駆動する動力車が用いられた。電気が使えないので細かい制御を行う装置などを搭載できない。

始点での発進は、人手によるレバー切り換え、キースイッチ操作などによって行う。終点での停止は地中に立てたストッパが動力車から垂下して自動停止レバーを叩くことによって行う。電気を使わず純機械的な構成になっていた。本出願人は荷物搬送用の無電気単軌条運搬車を数多く発明している。多すぎるのでここでは荷物用の単軌条運搬車の従来例は挙げない。

市街地で乗用小型の単軌条運搬車とする場合は電力線を引くことができる。電気を使う事ができるから市街地での乗用のモノレールは様々の機能を与えることができる。

住宅地での歩行の代替手段として本発明者によって提案されたモノレールとしては次のようなものがある。

特許文献１は都市近郊における交通手段として初めて提案されたものである。１本レ−ルを空中に架設して空中レ−ルに電動動力車を取り付け、これに乗用台車を懸垂させたものである。空中架設レールから台車を懸架しているから安定感がある。レールを保持する支柱や梁の構造が肥大化する。傾斜地では台車も同じ角度だけ傾斜する。傾斜補正の機構はない。

特許文献２も都市近郊の住宅地で狭い坂道に設けて歩行代替通行手段とする事を目指す。レ−ルは空中でなく地上低く設ける。その方がレ−ル敷設コストが低いからである。狭い曲がりくねった道でも敷設できるように横レ−ル受の取り付け構造に工夫がなされている。これも傾斜地ではレールと同じ角度だけ台車も傾斜する。傾斜を緩和し水平に近づける機構は存在しない。

特許文献３も都市近郊住宅街で狭い坂道に設置し歩行者の補助を目指すものであるが、車椅子を載せることができるようにしてある。レールが傾斜していても台車は水平を保持できるように、台車枠と走行車架枠を前端の軸で枢結し、モータで車架にそって前後に動くアームで台車枠中間部を持ち上げて台車が水平になるようにする。

本発明に最も近いものはこれである。これはしかし前端に軸があって台車を前端軸周りに持ち上げるので、台車の前後長が大きい場合は台車の隆起高さが大きくなり不安定になるという問題がある。それにアームには必ず下向きの大きい荷重がかかっており、それがモータに対する大きい負担となる。

もっと古いもので一人乗りの小型単軌条運搬車で機械的に水平を維持するようにしたものもある。いずれも本出願人によるものである。

特許文献４は動力車の上に一人乗りの座席を付け、後ろに荷物運搬車を連結したものである。レ−ルの傾斜角が変動すると座席が前後に傾くので、座席の上へ伸びるアームを設けアームの上にピンを付けピンによって椅子を吊り下げている。椅子の下には鋸歯をもつ円弧状ラックを付け、ラックの歯に下からプランジャがはまりこむようになっている。椅子が前後に傾くとプランジャを後退させ椅子を自由に懸架した状態にする。椅子は重力の方向に垂下され傾斜を自動的に修正するから、その位置で再びプランジャをラックに噛み合わせる。そのようにして椅子（座席）の傾きを修正する。ブランコ型と呼ぶことができよう。

特許文献５も動力車の上に一人乗りの座席を付け後ろに荷物運搬車を連結したものである。レ−ルの傾斜角が変動すると座席が前後に傾く事を問題にする。しかし椅子の上にアームを付けるブランコ型だと重心が上がり装置としても大がかりになる。そこで動力車の上に円弧状の短いガイドレールを固定し、椅子の下には前後２対のガイドローラを付けガイドローラが円弧状のガイドレールの上を転動するようにする。プランジャで位置を仮固定するのは前記と同様である。円弧状のガイドレールの上をガイドローラが転動するから実質的にブランコと同様の角度修正ができるはずである。

特許文献６も動力車の上に一人乗りの座席を付け後ろに荷物運搬車を連結したものである。レ−ルの傾斜角が変動すると座席が前後に傾く事を問題にする。しかし椅子の上にアームを付けるブランコ型だと重心が上がり装置としても大がかりになる。そこで（４）とは反対に動力車の上にガイドローラを二つ前後に設け、椅子の下に円弧状の短いガイドレールを固定し、椅子の下には前後２対のガイドローラを付けガイドローラがガイドレールの上を前後回動するようにする。プランジャで位置を仮固定するのは前記と同様である。円弧状のガイドレールの上をガイドローラが転動するから実質的にブランコと同様の角度修正ができるはずである。

特願２０００−３４３０４５「乗用懸垂型単軌条運搬車」（特開２００２−１４５０５４）

特願２００１−２５３９２１「地上型乗用単軌条運搬車」（特開２００３−６３３８２）

特願２００１−３３７３１２「傾斜角制御電動モノレール」（特開２００３−１３７０８８）

特公平１−２４０９９号（特願昭５８−１６６８４３号）

特公平１−２４６６１号（特願昭５８−１６６８４４号）

特公平１−２４６６２号（特願昭５８−１８３８００号）

傾斜の多い住宅地の細径を高齢の人や身体機能の不自由な人が通行する困難を一部軽減するための無料短距離乗用のモノレールを提供したい。エスカレータは乗降に便利で清潔であり誰でも容易に利用できて優れたものであるが敷設の費用は莫大であり維持管理費も嵩む。既存の道は狭く傾斜がきついのであるから本出願人が開発製造してきた実績ある単軌条運搬車は最適の通行手段である。

さらに定員２人や定員４人でなくて、最大８人乗りのものを提供したい。モノレールはレールが角型１本レールによって荷重を支えるので横幅が限られる。ために横には２人を越えて載せることはできない。前後方向に延ばすと水平にすることが難しいので、８人定員となると２両に分ける必要がある。モノレールはレールに分岐がなく１本しかない。２両にして独立に運行させると衝突する可能性もある。衝突が起こらないようにしなければならない。

単軌条運搬車はレ−ルの上に走行装置があり、その上に台車枠が付くのでレ−ルの傾斜と台車の傾斜は等しい。地形によるがレールの傾斜は大きく３０度にも達することがある。そのような傾斜地でもなんなく走行できるのは単軌条運搬車の優れたところであるが、乗客にとってはあまり気持ちの良いものではない。
下向き座席が下向きに傾くのは危険である。そうすると座席は上向きにしか設けることができない。上向き座席で最大傾斜の時に水平になるように座席を床に対し斜めに設ける。台車が水平の時は後ろ向きに傾いた座席となる。

上向き座席だけだと乗客定数を増やすことができない。横並び２人がけ座席はできるが、対向４人がけの座席は設けられない。だから下向き座席も設置できるようにしたい。それに老齢者や車椅子が乗るとすると台車が傾くのは好ましくない。そこで座席でなく台車の全体をレールの傾斜を打ち消すように持ち上げて常に水平に保持したいものである。

本発明は、住宅地に設けられる小型乗用モノレールにおいて台車の床を常に水平に維持できるようなモノレールを提供することを第１の目的とする。それは上記の本出願人の手になる特許文献３の特開２００３−１３７０８８に初めて問題にされた課題である。これは走行車架枠と台車枠とを前端（傾斜側）で回転主軸によって枢結し、台車枠にアームの先端を枢支し、走行車架にはモータによってボール螺子軸を回転させ、それに螺合する螺子によってアーム他端を引き戻し台車枠を押し上げるようになっていた。レールの傾斜は傾斜センサによって検出する。傾斜角Υに応じてモータの回転量を調整してアームを立てて傾斜角を増やしたり、アームを寝かせて傾斜角を減らしたりする。

これは確かに水平を維持するようにできるのであるが、傾斜角が大きいときにアームによる台車枠の持ち上げ量が大きくなるから重心が上がる。レールがきつく傾いているときに台車の重心が上がるという事は２重に不安定性を与えるということになる。たとえば台車の前後方向の中心から回転軸までの距離を１．２ｍとして、回転軸廻りに３５度台車を持ち上げたとすると、台車の重心は６９ｃｍも上がってしまう。重心はそれですむが、台車の後端は１４０ｃｍも車架から浮いてしまうので不安定性は倍加される。

そういう不安定性の他にモータにかかる荷重がΥ＝０（水平）とΥ＝３０度（傾斜）のときで大きく異なるという問題がある。Υ＝０の近傍でのアームの傾角が小さいのでモータ負荷が大きくなる。つまりモータの回転角と傾斜角θの関係が著しく非線形であって水平に近いときにモータ回転に対する傾斜角の変動が大きくて一様な負荷とならない。前端を中心にして台車枠を持ち上げるからアームには必ず押圧力がかかる。だからモータには常に引っ張り力がかかる。動力学的にも最良のものとは言えない。

本発明は台車枠を、走行車架に対して傾斜させたときにおいて台車が不安定にならないようにした水平維持可能なモノレールを提供することを第２の目的とする。さらに本発明は、アームに働く力を著しく軽減した水平維持乗用モノレールを提供すことが第３の目的である。

２両連結の乗用電動モノレールであって、それぞれの車両は走行装置、台車を備え、レ−ルを走行する走行装置には走行装置枠を設け、車椅子収納スペース、座席、床、屋根などを有する台車は台車枠に取り付け、走行装置枠と台車枠を前後方向に中間のある部位で回転軸によって枢結し、走行装置枠に対しては前後に移動できる下移動枢軸を設け、角度調整モータによって正逆に回転するボールネジのナットに下枢軸を結合し、台車枠の回転軸より後方に上固定枢軸を設け、上固定枢軸と下移動枢軸を角度調整アームによって連結し、ボールネジを正逆に回転させて下移動枢軸の前後位置を変え、台車枠と走行装置枠のなす挟角θを変動させるようにする。

レールの傾斜角Υはレールにそって測定しレールの全ての走行距離位置での傾斜角を記憶させ、走行距離は回転センサによって測定し各々の位置に於けるレール傾斜角Υを求め台車枠に対して走行装置枠の挟角θをその部位のレール傾斜角Υに等しくなるように、モータに正逆回転の信号を送りボールネジを回転させて台車枠を水平に保持する。さらに傾斜角が大きいときは角度調整モータの速度を速め、傾斜角が小さいときは角度調整モータの速度を遅くするようにする。

前後の車両は連結棒で繋ぐが連結棒は懸垂力、押圧力を伝えない。離隔・近接を検出するセンサを備える。離隔しすぎると前車の速度を落とすか後車の速度を速め、近接しすぎると、前車の速度を増やすか後車の速度を落とすようにして前後の車が適正な距離を維持できるようにする。

傾斜角Υを傾斜センサによって実際に求めてもよいが、本発明は傾斜センサを使って常時傾斜角を測定しない。モノレールの場合は、好都合なことにレ−ルは分岐がなくて短い。だから道の傾斜角Υが始点または終点からの経路ｓの関数として決まってくる。傾斜センサを設置して試運転をすることによってモノレールのレ−ルの始点、終点からの距離ｓの関数として傾斜角Υ（ｓ）が求められる。

台車枠と走行車架枠の挟角θが傾斜角Υになれば（θ＝Υ）台車枠が水平になる。台車を水平に保持するための挟角θの変化θ（ｓ）が一旦わかれば、それを傾斜角Υ（ｓ）として制御盤に記憶させ、ｓのときにはそれにふさわしい挟角θ（ｓ）を出力するようにすることもできる。

（１）本発明は、４人乗りまたは車椅子乗者と介護者１名と更に２人が乗車できる台車２両を連結した電動モノレールを与える。乗車可能な人数を増やしたのでそれだけ交通機関としてより便利になる。また横並び座席２人乗りのものより前後方向に大きくなる。

（２）老齢者や車椅子乗者、介護者を載せるのであるから台車が傾くのは不安感を抱かせる。車両が傾斜する場合は前向き（上り側）の座席しか設置できない。本発明は、レールの傾斜角に応じて台車を走行装置に対し反対側に傾斜させるので常に台車が水平を維持できる。モータ、ボールネジ、ナット、下移動枢軸の連動によって、アーム下端を前後移動させ台車を任意の傾斜角に把持する。ボールネジを右回転しナットを引き寄せるとアームが下がり傾斜角は小さくなる。ボールネジを左回転しナットを押し遠ざけると傾斜角が大きくなる。

（３）前端に回転軸を設けてクランク機構で台車を持ち上げるようにした特許文献３の場合は大型化したときに不安定性が増す。折角台車を水平にしても台車がレールからことさら高くなるのでは危険であるし揺れも大きく不安定であって好ましくない。２人乗りで前後長さが短い場合はそれでもよいが４人乗りで前後長が大きいと不安定性はより顕著になる。

そうではなくて本発明は、台車の前端でなく、中間点を回転軸によって支持する。だから、傾斜角が増えても台車の重心は上がらず常に安定感がある。実際に安定であって傾斜角が大きくても横揺れが激しくならない。そのために台車の前中間下部に窪みを設けている。窪みに走行装置枠が進入して台車の傾きを可能にする。

（４）安定性だけでなく、台車中間支持の利益はまだ他にもある。特許文献３のように前端部を枢結したものだと台車には常に下向きの重力がかかるから、ボールネジ、モータやアームには強い力がかかる。角度を変更するときにモータには巨大な推力が必要になる。また角度を一定に維持しているときでもアームやボールネジには強い力が常に掛かることにになる。それはアーム、ボールネジ、軸受、などの故障や不全を引き起こす可能性がある。

本発明の場合は、中間軸で支持するから、水平に維持している状態で台車は前後方向にバランスしている。だから台車枠に働く回転モーメントＭはごくわずかである。モータ、ボールネジ、ナット、アームに働く力ｆは回転モーメントＭに比例する。前後荷重の打ち消しのため、モータ、ボールネジ、ナット、アームに働く力は小さいものである。それでモータ、アーム、ボールネジなどに必要な定格を小さいものにできる。また力に抗してアームを下げたり上げたりするのではないから抵抗が小さい。傾斜維持機構の故障が起こりにくい。保守点検の手数も減少する。

（５）その代わり、台車回転軸周りの回転モーメントＭが正か負か決まらず変動するから回転軸周りのがたつきが発生する可能性もある。それを防ぐためショックアブソーバを設けて回転に抵抗を付与し、がたつき振動を押さえるようにしている。

（６）レールの傾斜角Υが分からなければ、走行装置・台車角θをΥ＝θとなるよう制御することができない。レールの傾斜角Υは傾斜角センサによって時々刻々測定することもできる。しかし、そうすると傾斜角センサを設けなければならず、台車に設けた傾斜角センサを水平に維持するというような制御になる。傾斜角センサには測定誤差があるし誤動作という可能性もある。それに振動や衝撃によってセンサの測定に誤差が生ずることもある。

本発明は傾斜角センサを用いて傾斜角制御するのではない。傾斜角はレールの始端からの距離ｓの関数として初めに測定しておき、その後は初期測定の傾斜角Υを経路ｓの関数Υ（ｓ）として与える。モノレールは分岐がないし駆動ピニオンとラックには滑りがないので、駆動ピニオンの回転数を積算すると経路ｓが分かる。そのときのレール傾斜角Υ（ｓ）がわかるから、それに台車・走行装置の傾角θを等しくするようにθ＝Υ制御する。電動動力車の駆動ピニオンのＥ軸反対側に設けた回転検出体によって駆動ピニオンの回転数（正逆の符号を含め）がわかるので、それを積算する。回転検出体は４つの突起を持ち、それの接近を近接センサで感受して突起の通過を数える。突起が４つ通過すると駆動ピニオンが１回転したということであり、正逆の符号を含めレールに沿った経路ｓが求められる。突起は４つとは限らない。突起の数を増やすと経路ｓの決定の精度が増える。

（７）経路ｓが分かると、その場所でのレールの傾斜角Υ（ｓ）がわかる。それに挟角θを等しくするように制御しなければならない。しかしアームで台車枠を持ち上がるようにしているのでナット変位ｘと傾斜角θの間に線形性がない。そこで本発明は、インバータを用いて、θが小さい部分ではモータの周波数ｆを下げておきθが大きい部分ではモータの周波数ｆを上げる。モータ回転速度は周波数に比例するのであるから、インバータによってモータの回転速度自体を変動させることができる。モータのインバータ制御によって、時間ｔと傾斜角θの変動の割合ｄθ／ｄｔを大体リニヤにすることができる。

（８）傾斜センサがないと、目標値θ_ｍと現在のθとを比較して逐次制御するという通常の制御（たとえばＰＩＤ制御）ができない。本発明ではモータの回転数をモニタし、それを積算する回転検出器をモータの近傍に設けている。モータ回転数を符号を含めて積算するので時時刻刻のナット移動量ｘが常にわかる。それはθと一義的に関係づけられているから傾斜角θの現在値θ（ｔ）がわかる。だから駆動ピニオン側の回転計測によって求められた経路ｓからわかるΥ（ｓ）と比較してθの制御（θ→Υ）をすることができる。

（９）モノレールの経路長ｓは、たとえば動力車のＥ軸（駆動ピニオン軸）に設けた検出体によって検出する。たとえば検出体には４つの突起があるから、駆動ピニオンの１／４回転まで検出できる。駆動ピニオンのピッチ（ＰＣＤ）を１１２ｍｍφとすると、ピッチ円の周囲はπ×１１２ｍｍ＝３５１．６８ｍｍとなる。４つの突起があり、突起が近接センサを横切る時にパルスを一つ発生するから、１パルス当たりのモノレールの移動距離は３５１．６８／４＝８７．９２ｍｍである。逆に１ｍ当たりのパルス数は１１．３７４０個である。

始点が決まっているから、パルス数を数えれば経路ｓがわかる。たとえば始点から５０ｍの部位では５０ｍ／８７．９２ｍｍ＝５６８．７パルスとなる。つまり始点から数えて、５６８．７パルス目が５０ｍの位置だということである。レールは１本で分岐がないし駆動ピニオン・ラックには滑りがないから、始点からの経路距離ｓはパルス数Ｍによって計算でき表示できる。

レールの傾斜角Υ（ｓ）も初めに経路ｓの関数として傾斜角を測定し、それをメモリに記憶させておけば、その後は傾斜角を計らなくても経路ｓの関数Υ（ｓ）として正確に与えられる。そのようにした方が振動や衝撃、ノイズによる傾斜角測定の誤差がないので好都合である。

（１０）台車・走行装置の挟角θはナット・下移動枢軸の移動量ｘによって決まる。モータ回転数は回転検出装置で常に検出しているので、それによってθがわかる。ボールネジ回転を監視する回転検出器は４つの突起をもち一回転で４パルスを発生する。ボールネジのピッチは１０ｍｍであり、それが４パルスを生じるのであるから、１パルスは２．５ｍｍの変位に対応する。たとえばθ＝２７゜の場合、θ＝０゜から、Δｘ＝２６１．５３３ｍｍだけ進んだ所に対応する。それはつまり２６１．５３３ｍｍ／２．５ｍｍ＝１０４．６パルスである。だからθ＝０の位置から数えて１０４．６パルスの時が２７゜だということである。パルス数とθはリニヤでないがパルス数Ｍとθを一義的に関係づけることができる。

（１１）本発明は４人定員の台車２台で、それを連結しているので８人乗車できる。車椅子を置く場合は車椅子と介護者１名更に２名が乗車できる。もしも８人定員で１台のモノレールを製作するとすると車体や走行装置が大型になる。前後長が長くなるから水平に持ち上げるとなると持ち上げに必要な機構が大型化するし、重量が増えコストを大きく押し上げる。経済的に不利であって好ましくない。また全長の長い台車を水平へ持ち上げると持ち上げた高さが大きくなり不安定になる。本発明は２車両にしているから、そのような難点がない。

（１２）２台の車両を連結棒で連結している。それは前後の車両が著しく離隔したり、異常接近して衝突したりするのを防ぐためである。しかし連結棒には牽引力が働かない。前後の動力車は独立の駆動力で同一速度で進行する。だから連結棒で前車両が後車両を牽引したり、後車両が前車両を押し上げるのではない。が、それだけだと発進、停止のときに前後の車両の速度が違うために突き合ったり引き合ったりして衝撃を与えたりする。

そのような不調和を防ぐために、連結棒にセンサを取り付けて、前後車両の間の速度相違を測定する。そして遅い方のモータの周波数を３Ｈｚ上げる。あるいは速い方の周波数を３Ｈｚ下げる。ゆきすぎると更に刻みを減らして速度を増減する。そのような調整によって前後の車両の速度を揃えるのである。そのようにすると前後の車両の速度が等しくなるから連結棒にかかる力は０となるのである。

図面によって本発明の２両連結中間軸傾斜電動モノレールを説明する。図１は水平状態にある乗用モノレール全体の右側面図である。ここは水平であるが右が高く左が低い地形であり、図１において右側が前方、左側が後方として説明する。図２は１両分の平面図である。図３は正面図（後端面）である。

２両連結乗用モノレール１は下部の走行装置２と上部の台車３とよりなる。レール４は角型の筒状のレールである。６０ｍｍ×６０ｍｍ×３．２ｍｍｔである。レール４の側面にはラック８が溶接される。ラック付きレール４の直下にはガイドレール５がある。ガイドレール５とレール４は上下一体になるように組み合わされている。レール４、ガイドレール５は３ｍ単位で突き合わされており突き合わせ部分で短い支柱６によって保持される。

レールと地面の隔たりは僅かである。支柱６の下方には正方形状板である沈下防止板７が設けられる。沈下防止板７は地面の上に置かれ打ち込みパイプ９によって固定される。支柱６は沈下防止板７によって保持される。支柱の高さは沈下防止板７に溶接された円筒ハブの螺子を緩めてまたねじ込むことによって調節できる。

レール４の側面はラック８が溶接される。ラック８は鋼鉄の四角棒に歯切りしたものである。ラックの歯は下向きになっている。
上方の台車３は床板１０、側板１２、１２、前板１３、後板１４、屋根１５などの外殻部をもつ。台車３の床面１０の上にはハネ上げ式椅子１６が前後２対設けられる。４人がけの乗用台車である。それが２両連結されているから定員は８人である。台車３の内部には操作盤１７が設けられる。それは停止、発進などを指示するスイッチなどを有する。台車の後部には制御盤１８がある。これはモータ、インバータ、傾斜角制御回路などの電気的な制御部分を全て含んでいる。台車３の上半部は窓１９となっている。

台車３の床板１０より下には傾斜した横カバー２０がある。これが前で持ち上がり、後ろで下がっているのは、レールが傾斜したときにレールとカバーが平行になるようにするためである。床板１０、前板１３の中心部の一部が窪み２１となっており、そこへ走行装置２の一部が侵入できるようになっている。

一方の側面には、両開き扉２２が設けられる。ここから乗客が出入りする。２両連結であるから、前と後ろの車両は連結棒２３によって連結される。走行装置の枠に継ぎ手２４、２４があって、連結棒２３がこれらの継ぎ手２４、２４をつないでいる。台車が傾いても連結棒２３は傾かない。また連結棒２３には引っ張り力や押しつけ力は殆ど働かない。前後の車両がそれぞれ駆動力をもっており、ほぼ等しい速度で走行するようになっているからである。この点については後に述べる。

レール４とガイドレール５は呂の字形の断面を持つ複数の継ぎ板２６によって結合される。下車輪をレールに当てるため、レール４の下面両端が少し開いている必要がある。そのため継ぎ板２６の厚みが制限される。継ぎ板２６は上下のレールに溶接され上下のレールを一体化させる。上下にレールを組み合わせるので上下方向の力に対する剛性が高まる。重いモノレールを支えることができる。３ｍ単位でレールが製造されるが上下レール間に継ぎ手２６の他に、両端に連結プレート２７が溶接される。連結プレート２７を対向させ螺子２８を通しナットで締めると隣接レールが一体化される。

図３の正面図において、走行装置２の下に駆動ピニオン２５がラック８に噛み合っているのが見える。さらに左下方に給電機構９０が見える。

図４はレールが傾斜しているときの２両連結モノレール１の様子を示す。走行装置２はレールに沿って傾斜しているがその上の台車３、３は水平である。中心台車の前方は下がり、後方は上がっている。台車が単なる箱であるとレールが床板を擦るようになるが、前方の一部が窪み２１となっているので、レールが窪み２１の中に侵入し、レールと台車外壁は非接触である。

横カバー２０を除去した状態を図３は描いているので、走行装置２の電動動力車３０が見える。電動動力車３０は１つの車両の前後に１基ずつ設けられる。だから合計で４つの電動動力車３０がある。電動動力車３０はアルミ合金製のフレーム３１の中に上下車輪や、動力伝達機構、制動装置、駆動ピニオンなどを設けたものである。

電磁ブレーキ３２は、電気入力があると開いており、電気入力が切れると制動が働くようになっている。さらに異常な速度が出たときに急停止する非常停止ブレーキもある。これら走行停止装置は本発明の新規な特徴ある点ではないので、これ以上説明しない。

フレーム３１の上には左右換向可能な継ぎ手２９があり、それによって走行装置枠３３にフレーム３１が取り付けられる。走行装置枠３３にはモータ取り付けフレーム３４によって角度調節モータ３５が水平方向に固定される。これは台車を傾斜させ、ある角度に維持するためのモータである。

角度調節モータ３５は走行装置枠３３に平行に伸びる長いボールネジ３６を回転させる。ボールネジ３６に螺合するナットには下枢軸を介して２本の角度調節アーム３７の下端が固定される。２本の角度調節アーム３７の上端は台車床板１０の左右側方の角度調節アーム先端軸受３８によって回転可能に支持される。台車枠（床板１０の枠）と、走行装置枠３３の間にはショックアブソーバ３９が設けられる。これは台車枠の回転運動に抵抗を与えることによってガタツキや衝撃が発生しないようにしている。

台車枠の前後方向中間部と走行装置枠の前後方向中間部が枢結されている。中間点で枢結する、これが重要なところである。中間点で枢結するから重心が中間点のほぼ直上にあり常にバランスがとれている。前端を中心にすれば台車が持ち上がりすぎて重心が上がり不安定になる。ところが本発明では中間点同士で枢結するので台車の重心と走行枠の重心との距離は殆ど変わらない。

そのために特別の工夫が必要である。台車の前端中央下部に窪みを設け走行枠が侵入できる余地を作っておく。これが第一に必要な工夫点である。台車前端中央下部の窪みは深く、レールや車輪、フレームの一部がここに侵入する。それだけの窪みが前端床を抉って設けられる。だから前端側は水平面積が不足するので車椅子を置くスペースに当てることができない。前側は固定椅子を設ける。この椅子はハネ上げ式椅子であるが、床面より一段高い所に脚部が固定されている。台車前方下面において床面が隆起しているから窪みをとることができる。

そのように前方下部の床面を一部犠牲にする。窪みが必要なので、それはやむをえない。それは台車の面積をやや減らすという欠点はあるが作りつけの椅子をそこに設けておけば椅子の下はどのみち不要な空間なのであるから大して不都合だというわけでない。

もう一つの工夫は、台車枠と走行装置枠の挟角を自在に変えるためのアームとボールネジの関係である。台車枠、走行装置枠の枢結点が後方へ寄るので、ボールネジの可動範囲をアームより後方に設けるのは難しくなる。そこでボールネジの可動範囲をアームよりも前方に割り当てる。そうなると特許文献３のようにモータがボールネジを引っ張る時に台車が上がるのではなくて、モータがボールネジを押し出すときに台車が上がるということになる。特許文献３と、ボールネジとアームの関係が逆になる。しかしそれは必ずしも不都合ということでない。そうでなくてむしろモータにかかる非線形性が緩和されてモータの負担が軽減されるという利点をもたらす。そのような点は力学的なもので容易に説明できない。後ほど構造の全体を述べてから詳しく述べよう。

上の台車枠と下の走行装置枠をそれぞれの中間点で枢結するため、走行装置枠３３の前後方向中間部には三角形の台車支持軸取り付けプレート４０が固定される。台車床枠の前後方向中心位置には台車支持プレート４１が固定される。それは台車支持軸受４２を内部に保持する。これは回転軸４８を回転自在に支持するものである。プレート４０、４１、軸受４２、回転軸４８によって、台車の中間部が、走行装置の中間部に回転自在に枢結されたことになる。

図５、６のようにモータ３５の出力軸はカプリング４３を介してボールネジ３６につながる。内側の走行装置枠の横桟４９にはボールネジ支持用軸受取付プレート４５が設けられる。ボールネジ支持軸受取付プレート４５、４５から継ぎ軸を介して中央部にボールネジ支持ブロック４６が設けられる。これはモータ３５によって回転駆動されるボールネジ３６の基端を回転自在に保持する支持ブロックである。

図５は走行装置枠の平面図、図６は走行装置枠の側面図、図７はボールネジ支持ブロック４６付近の図５でのＡ−Ａ断面図、図８は角度調整ナット４７付近の図５でのＢ−Ｂ断面図である。これらによって走行装置枠３３の構造を述べる。前で左右に延びる前枠５１、左側方で前後に延びる左枠５２、後ろで左右に延びる後枠５３、右側方で前後に延びる右枠５４によって長方形のを外枠を形成している。これらはいずれも矩形断面の鉄角材である。

左枠５２の内側に長手桟５５が前後方向に延長するよう設けられる。長手桟５５と左枠５２の間には横桟５６、５７が前後に設けられる。

右枠５４の内側に長手桟６２が前後方向に延長するよう設けられる。長手桟５５、長手桟６２の間には横方向の桟が５本取り付けられる。後ろから順に後桟５８、後桟５９、中桟６７、前桟６０、前桟６１である。

右側でも同様であり、右枠５４と長手桟６２の間には横桟６３、横桟６４が溶接固定されている。さらに後枠５３と後桟５９の間には後基台７０が設けられる。先述の後桟５８は基台７０の上に当て後基台７０を補強するものである。同様に前枠５１と前桟６０の間には前基台７２がある。前桟６１は基台７２の中間部に溶接され基台を補強する。後基台７０、前基台７２はその直下に電動動力車３０を取り付ける部分である。だから堅牢であることが必要である。走行装置枠３３はそのように外枠と縦横の桟と基台とからなる。

走行装置枠３３はそのように、下方には動力車（フレーム、車輪、ピニオン、モータ）が取り付けられ、上には中間回転軸機構を通じて台車を回転可能に保持し、アーム、モータ３５、ボールネジ、上下の枢軸によって台車と走行装置の傾斜角を任意に調整できるようにしている。走行装置枠３３の下方の前後には動力車が付くから開いた空間は中央部にしか存在しない。中央の余裕のある部分の空間を傾斜角可変機構（アーム、モータ、ボールネジ）のために有効に利用する。動力車内部の走行のためのモータと、傾斜角可変機構のモータ３５は別のものである。混同してはならない。

ボールネジ回転用のモータ３５は減速器つき正逆回転可能なモータである。交流モータであるから速度調節はやや難しい。モータ３５は前後方向に延びるボールネジ３６を正逆に回転する。ボールネジ３６の中途に角度調整ナット４７が螺合する。角度調整ナット４７には横方向に延びる下移動枢軸６９が固定される。下移動枢軸６９の両端には角度調節ローラ８０、８０（図７）があって長手桟５５、６２の直下に設けられたコの字形断面の角度調整ガイド８３の中を前後に転動するようになっている。下移動枢軸６９の左右角度調節ローラ８０、８０のすぐ内側に角度調整ナット用軸受８２があって内輪は下移動枢軸６９に固定され、外輪は左右のアーム３７、３７の下端に固定されている。

アーム３７、３７の上端は斜め上にある上固定枢軸６８に固着されている。上固定枢軸６８の両端は、台車（床１０）枠のアーム先端軸受３８によって回転可能に支持される。回転軸４８、下移動枢軸６９、上固定枢軸６８によって作る三角形が力の三角形であり、これが台車の傾斜角を決定する三角形である。回転軸４８の中心をＲ、上固定枢軸６８の中心をＰ、下移動枢軸６９の中心をＱとすると、ＲＱＰが前記の力の三角形だとみなすことができる。

モータがボールネジを正逆に回転させると角度調整ナット４７が前に移動するかあるいは後ろに移動する。それによって下移動枢軸６９が前後に随動する。その両端に回転自在に取り付けたアーム３７、３７の下端も前後に移動する。それによって、台車枠が昇降する。それは台車枠３３の回転軸４８まわりの回転となる。回転すると走行装置枠の挟角θが変動する。だから台車の傾斜角が調節される。

さて角度調節モータ３５の合計の回転数Ｍを積算していく必要がある。初期状態を合わせておけば、モータの回転数は、ボールネジの全回転数と同じことである。右廻りを正とし左廻りを負とすると、符号をつけて回転数を積算するとナットの位置が分かる。ボールネジのピッチをｐとする。ボールネジがｍ回転するとボールネジに螺合する角度調整ナット４７はｍｐだけ移動する。

だから下移動枢軸６９（Ｑ）の軸にそった移動量ｘはｘ＝ｍｐ＋定数という関係にある。中央回転軸４８（Ｒ）と上固定枢軸６８（Ｐ）の距離ＰＲは一定である。アーム３７の長さが上固定枢軸６８（Ｐ）と下移動枢軸６９（Ｑ）の距離ＰＱであるが、それは一定値である。だから力の三角形ＲＰＱにおいて、ＰＲとＰＱが一定であり、ＱＲだけが変数となる。ＱＲの変化によって台車枠と走行装置枠の挟角θが変わる。

ボールネジ（モータ）回転数を監視するための装置がボールネジ回転検出センサ７３である。それはボールネジ３６の根元に取り付けられた星形の回転検出ボス７４と近接して設けられる。回転検出ボス７４とセンサ７３の組み合わせは何で合っても良いのである。たとえば回転検出ボス７４が永久磁石で、センサ７３ガホール素子であってもよい。また回転検出ボス７４が鏡面と粗面の交代する面でセンサが発光素子と受光素子の組み合わせとして反射光を検出するものであってもよい。

図９は回転検出ボスの拡大図である。それは円盤状で４つの凸部８５と４つの凹部８４をもつ。さらにボールネジに固定されるためのネジ８６を備える。これは４つの突起を周面に保有するから、１／４回転の精度でボールネジの回転量Ｍを求めることができる。絶対値でなくて正逆の区別をして回転数を勘定する。そのようにボールネジ回転検出ボス７４とボールネジ回転検出センサ７３によってボールネジの全回転数Ｍを常時求める。それは下移動枢軸６９（Ｑ）の位置を示すことになる。

下移動枢軸６９には上向きにセンサドグ７５が取り付けられる。それは下移動枢軸６９の水平移動に随伴し下移動枢軸の移動範囲を限定するためのものである。走行装置枠３３の長手枠６２の中央より少し後ろよりに下限センサ７６が設けられる。長手桟６２のより後方に上限センサ７７が設置される。センサドグ７５は下限センサ７６と上限センサ７７の間を下移動枢軸６９とともに移動する。

角度調整移動ナット４７が後退しアーム３７が下がりセンサドグ７５が後退し下限センサ７６に当たると、それは停止信号を出しモータ３５の回転を止める。それ以上アーム３７は下降しない。反対に角度調整ナット４７が前進してアーム３７が上がりセンサドグ７５が上限センサ７７に当たると、センサ７７は停止信号を出しモータ３５の回転を止める。

そのように下移動枢軸６９の移動範囲を限定するためにドグ７５、上限センサ７７、下限センサ７６がある。つまりアームの回転角ΨをΨ_ｕ≧Ψ≧Ψ_ｄとする。Ψ_ｕは上限センサにドグ７５が接触したときのアーム回転角であり、Ψ_ｄは下限センサにドグ７５が接触したときのアームの回転角である。

しかしボールネジ３６の回転数Ｍはボールネジ回転検出センサ７３で検出しているから、そのＭの値から、上限Ｍ_ｕ、下限Ｍ_ｄの限定を与えることができる。それによってＭ_ｕ≧Ｍ≧Ｍ_ｄと範囲を限定できる。だから上限センサ７７、下限センサ７６はその正常の範囲を越えたときに非常停止用としてもよい。つまり上限センサの感受する回転数Ｍ_ｕ’、下限センサの感受する回転数Ｍ_ｄ’をＭ_ｕ’＞Ｍ_ｕ≧Ｍ≧Ｍ_ｄ＞Ｍ_ｄ’とすればよい。そうすると正常運転時は上限センサ７７も下限センサ７６も働かないということになる。

図１０は走行装置枠がθだけ傾斜し台車枠が水平である場合の走行装置枠台車の関係を示す図である。図４の傾斜状態に対応するものである。台車と走行装置枠は中央の固定支点Ｒにおいて台車支持プレート４１、台車支持軸受４２、回転軸４８等によって回転可能に支持される。

二点鎖線で台車３を示す。前中央に窪み２１があり、走行装置枠の前方６２、５１は窪み２１の中へ入り込んでいる。台車前下方中央部に窪み２１があるからそのような傾きが可能となる。窪み２１のため床板１０の一部が盛り上がり、その上にハネ上げ式椅子１６が設けられることになる。後方の床板１０はもっと下の方にあるから支柱を立てて椅子１６を設けるようになっている。後方床板１０には隆起がないから車椅子をこの部分に載せることができる。

走行装置枠３３の前後の基台７０、７２には動力車３０が取り付けられるが図１０では省略している。前後に動力車のスペースがあるから、ブレーキ付きモータ３５は枠の中央より少し前方にギヤドモータ取り付けフレーム３４によって固定される。前方に延びるボールネジ３６の先端に角度調整ナット４７が押しやられている。ナット４７の位置に下移動枢軸６９（Ｑ）があり、アーム３７の下端がこれによって枢支される。

アーム３７の上端は台車枠の移動支点（Ｐ）、上固定枢軸６８、角度調整アーム先端軸受３８などによって、台車枠に枢結される。台車枠と走行装置枠の間には旋回運動に抵抗を与え衝撃力を緩和するショックアブソーバ３９がある。力の三角形はＰＱＲである。ＰＱ、ＰＲは一定で、ＲＱがモータ３５によって変動する。既に述べたように、中間部を回転軸４８で支持するから、アームの台車枠取り付け部位Ｐ（６８）が後ろへよるので、ボールネジナットが先端にあるときにアームが立ち、ボールネジナットが根元近くにあるときアームが寝るということになる。

つまり角ＰＱＲが鈍角である。それは本出願人が以前に発明した従来特許文献３（角ＰＱＲが鋭角）とは反対の関係である。これは従来特許文献３よりも力の変動を少なくする作用があり、かえって好ましいことである。それは後に述べる。図１０はナット４７、下移動枢軸６９が前進位置にありアームが走行装置枠に対して立っている状態を示すが、その状態からナット４７、下移動枢軸６９を後退させるとアーム３７が寝て行くので、台車の傾斜角θが減少してゆく。

ナット４７、下移動枢軸６９がモータ側の近接位置へ移動するとアーム３７が寝て、台車枠と走行装置枠が平行になる。ナット４７、下移動枢軸６９がモータ最近接位置になるとθは負になる。それは経路によるが逆向きに傾斜する部分が一部に含まれる経路の場合はθが負の領域も作っておかなくてはならない。

図１１は動力車とレールの部分だけを示す正面図であり、図１２は動力車・レールの側面図である。沈下防止板７は中央に穴があり、そこにパイプ８７が溶接してある。パイプ８７に支柱６を挿入し適当な高さになるようにしてボルトを締めて固定する。沈下防止板７は地面の上に打ち込みパイプ９によって固定される。横方向に伸びるレール受けパイプ８８の両端には円筒８９、８９が溶接される。円筒８９、８９の高さを調節してボルトを締めてレール受けを固定する。レール受け８８はレール４、５を保持する他、給電線も保持する役目を持っている。

給電機構９０は地上側と動力車側のものがある。地上側（固定側）ではレール受け８８から垂直に立てられた支持柱９１、その上に横方向に伸びるように設けられる給電線保持材９２、給電線保持材９２によって下向きに設けられるトロリーダクト９３、トロリーダクト９３の内部に設けられる５本の給電線よりなるトロリー９４等よりなる。５本の給電線のうち３本が電力線であり、２本は信号線である。

動力車側の給電機構９０は、図１２にも現れるように、５本のトロリー９４に摺接する舟形の５つの集電シュー９５と、集電シュー９５を上下揺動可能に支持する５つの集電アーム９６と集電アーム９６を弾性的に持ち上げるスプリング９７、集電シュー９５から延びる電線コード９８、集電アーム９６、スプリング９７の他端を保持するブラケット９９などよりなる。トロリー９４は三相交流を流す電流線と２本の信号線からなる。集電シュー９５も３つは電力用で２つは信号用である。集電シュー９５は下からトロリー９４に接触しながら滑ってゆく。

電線コード９８の端子には制御盤からの電線が接続されているのであるが図示を略した。集電機構をフレーム３１に対して支持する機構は、ブラケット９９を固定する角溝つき対ブロック２００と、対ブロック２００によって挟まれた突き出し棒２０１、突き出し棒２０１の端に溶接された継ぎ棒２０２、継ぎ棒２０２のフランジ２０３に螺子で固定されフレーム３１に固定される横板２０４とよりなる。

電力は、前後４つの駆動用の電動動力車のモータに供給される。また台車傾斜用のモータにも供給される。さらに制御盤において直流に変換されて制御回路の電源ともなる。

左右の支柱６によってその中間水平の支持されるレール受けパイプ８８の上に跨台座２０５が固定される。跨台座２０５の上にはブロック２０６、２０７がボルト２１０によって固定される。

フレームはアルミ合金であり３層の構造となっている。それは前後の上車輪、下車輪、駆動ピニオンなどを軸受、軸とともに保持し、電動機、ブレーキ等をも保持する機能がある。フレームから下向きに左右前後に４つのガイドローラ２０８、２０９が片持ち支持されている。ガイドローラ２０８、２０９はガイドレール５の左右に接触転動する。ガイドローラは遊輪であって駆動力はないが左右の揺れ、転倒を防ぐ。

フレームはレールの上前後に２本の長車軸、レールの下前後に４本の短車軸を持っている。上レール４はラック８が右側面（図１１）に下向きに溶接され、駆動ピニオン２５がそれに噛み合っている。上レ−ル４の上には中間溝のある糸巻き形両鍔付きの前後ふたつの上車輪２２０がのっている。上車輪２２０の軸は両持ちされる。これが荷重を受ける車輪である。中間部に浅い溝があるのは左右の揺れで摩耗したときに中間部が肥大した鼓形に変形するのを防ぐためである。

レール左下の隅は前後二つの下部車輪２２２が接触している。下部車輪２２２は短軸によって片持ちされる。レール右下の隅は駆動ピニオンと下部車輪が接触している。いずれも短い軸で片持ちされる。右下隅は下車輪を前後二つ設けることが難しいから、前は遊輪の下車輪２２１、後ろは駆動ピニオン２５の内側に設けた遊輪の下車輪となっているのである。

図１１においてフレーム３１の左に突出しているのがブレーキ付き電動機２２３である。その駆動力が、減速機構を通じて右側の駆動ピニオンを回転させる。トロリー機構９２、９４のすぐ上にあるが数ｃｍの隙間があるから電動機２２３はトロリーに接触しない。フレーム３１の右側側面に突出しているのが電磁ブレ−キ３２である。電動機２２３と電磁ブレ−キ３２をバランス良く配置してある。

フレーム３１は、上方にある回転継ぎ手２９によって走行装置枠の基台７０、７２に水平方向回転可能な条件で結合される。継ぎ手２９の上に横棒２２４があり、横棒２２４の円形断面の両端部が軸受２２５に支持される。軸受２２５はボルト２２６によって基台７０に固定される。

上車輪軸２３０、２３２は偏心軸である。上車輪軸２３０、２３２の端部には複数の止め穴をもつ調節プレート２３３、２３４が取り付けられる。調節プレートを廻すと上車輪の上下高さが僅かに変化する。上下車輪とレールの隙間を最適な値に調節して調節プレートの止め穴に螺子を差し込んで調節プレートを固定する。

下後ろの車軸は駆動ピニオンの車軸であるがこれに回転検出部２３６が設けられる。それは駆動ピニオンの回転数を数えるものである。回転数を示すパルス信号は出力コード２３７によって制御盤に伝達される。ラック・ピニオンの噛み合いによって動力車が動くから滑りがない。回転数に駆動ピニオンのピッチ円周を掛けたものが走行距離である。たとえば駆動ピニオンのＰＣＤ（ピッチ円直径）を１１２ｍｍとすると、ピッチ円周はπ×１１２ｍｍ＝３５１．６８ｍｍとなる。

それに始点からの回転数Ｍをかけると、始点からの距離（経路長）ｓとなる。回転数というのは正負の符号を含めて積算したものである。前進の場合は相加え、後退の場合は引いてゆく。この例では、ｓ＝３５１．６８Ｍとなる。始点からの走行距離（経路）ｓは常に計算されており、傾斜角Υをｓの関数Υ（ｓ）として常時求める。

図１３によってフレーム内部の車輪、軸、軸受などの構造を説明する。回転自在の継ぎ手２９によって動力車フレームと走行装置枠の基台が接続されるのであるが、継ぎ手２９は横棒２２４と一体であるＴ型軸２４０と軸受よりなる。Ｔ型軸２４０は円筒部２４２と細径部２４３を有する。

Ｔ型軸２４０、２４２、２４３が、円筒状の立て軸受２４４の内部へ挿入されて、両者の間にテーパーローラーベアリング２４５、２４６が上下に設けられる。荷重を受けるためにアンギュラ軸受が用いられる。

フレーム３１はＡフレーム２４７、Ｂフレーム２４８、Ｃフレーム２４９の３つの板部材を結合したものである。ボルト２５２によって、Ｂフレーム２４８に立て軸受２４４が結合される。ボルト２５３によってＣフレーム２４９と立て軸受２４４が結合される。

上車軸２３２は先ほども述べたように偏心軸である。中央部の太い部分が偏心しておりその部分に４つの軸受２５６、２５７、２５８、２５９の内輪が固定され、外輪に上車輪２２０が取り付けられる。重い荷重がかかるので４つの軸受を並列に用いている。

図１３において、上車軸２３２の右側の小径部２６１はＡ、Ｂフレーム２４７、２４８の穴を貫いている。先端の角型部２６０は調整プレート２３４の角穴を貫く。調整プレート２３４は適当な穴にボルト２５０が挿通されＡフレームに止められている。さらに先端の雄螺子部２６２にはナット２６３が螺合している。

上車軸２３２の左側の小径部２６４はＣフレーム２４９の穴を貫く。左端の雄螺子部２６５にはボルト２６６が緊締される。下車輪２２２、２２１は軸の位置が変わらない。下車輪・上車輪の距離はレール（６０ｍｍ×６０ｍｍ×３．２ｍｍ）の高さとほぼ等しくなければならない。ギャップを調節するために上車輪を上下させる。そのために偏心軸とし調整プレート２３４によって高さを変える。

強い荷重が掛かる上車軸を偏心させるよりも荷重が掛からない下車軸を偏心させる方が荷重の点では無理がない筈である。しかし下車軸は駆動ピニオンと同軸になり、駆動ピニオンの軸（Ｅ軸）は歯車減速機構の終端軸であり、それをずらせるということは難しい。そのためにやむをえず上車軸を上下させてレールと車輪とのギャップの調節をしているのである。

図１１のように左側にブレーキ付き電動機２２３があり、その駆動力がモータ軸（Ａ軸）によって右側のフレーム２４８、２４７の内部に設けられている動力伝達減速機構に入力される。つまりフレーム２４７、２４８はミッションケースとなっている。小歯車と大歯車を組み合わせた３段〜４段の歯車減速機構がフレーム２４７、２４８の間の内部空間にある。その減速器空間部分は封止され潤滑油が満たされたオイル溜め３００となっている。減速器空間にはＢ軸、Ｃ軸、Ｄ軸などの大小歯車が取り付けられた軸と軸受があり歯車が存在する。

ここではこれらの減速機構、歯車、軸は省略して最終段の大歯車２７０とそれとスプライン（廻り止め）契合するＥ軸２７２だけを図示した。Ｅ軸２７２は直径が異なる幾つかの部分をもつ軸である。中間部でＥ軸２７２は軸受２７４、２７５によってＢフレームの穴に回転自在に保持される。左端の小径部では軸受２７６を介して遊輪である下車輪２２１が回転可能に支持される。その他の上車輪、下車輪ともに全て遊輪であって、軸受によって軸に取り付けられる。

下車輪２２１のすぐ内側においてＥ軸２７２にはスプラインが切られており、そこへ駆動ピニオン２５が挿入固定されている。駆動ピニオン２５はＥ軸２７２と固結されているから同一回転をする。駆動ピニオン２５と下車輪２２１は同軸である。

しかし同一回転するのではない。下車輪２２１は遊輪でありレールの下端左部分に接触し動力車が浮き上がるのを防ぐ。下車輪の接触部における線速度はモノレールの速度Ｖと等しい。また駆動ピニオンのラックとの接触部におけるピッチ線（一点鎖線で示す）での線速度はＶである。ところが下車輪２２１と駆動ピニオン２５では半径が違う。線速度が同一で半径が異なるから、回転角速度が異なる。しかしそれは僅かな相違である。それに側面に接している下車輪２２１はベアリング２７６を設けているため回転可能であるから、それは問題でない。

Ｅ軸２７２はＢフレーム２４８、Ａフレーム２４７においてオイルシール２７８、２７９によって封止される。それはフレーム２４７、２４８の内部のオイル溜め３００のオイルを保持するためである。

Ｅ軸２７２の右端には回転検出部２３６が設けられる。それは駆動ピニオンの回転を検出するためのものである。図１４は回転検出部２３６の図１３におけるＡ−Ａ断面図である。

Ｅ軸２７２の右端２９０は細径のスプラインとなっており、それに円形十字の十字コマ２９２が固定される。十字コマ２９２には４つの凹部２９３と４つの凸部２９４を有する。その下方には近接センサ２９５がΓ型金具２９６によって上向きに保持される。Γ型金具２９６はボルト２９７によってＡフレーム２４７側面に固定される。膨出三角形状の回転検出部ケース２９８はボルト２９９によってＡフレーム２４７側面に固定される。

近接センサ２９５は、電気的、磁気的、電磁的または光学的な手段によって凸部２９４の接近を検出する。凸部２９４が通過する瞬間に一つのパルスを出すようになっている。駆動ピニオンが１周するごとに４つパルスが出る。パルスの数を数えると、始点あるいは終点からの走行距離がわかる。駆動ピニオンのＰＣＤ（pitch circle diameter）にπ／４を掛け、パルス数をかけたものが走行距離である。前進あるいは後進の別は制御盤で認識しているから回転数（パルス数）の符号は制御盤で付与する。符号も含めて積算し経路長ｓを知ることができる。

Ｃフレーム２４９の下車輪穴には下車軸２８２が差し込んである。下車軸２８２の内側軸２８５には軸受２８６を介し、下車輪２２２が回転自在に保持される。下車輪２２２はレール４の下左端を押さえる。下車軸２８２の外端の雄螺子部２８３にはナット２８４がねじ込まれており下車軸を堅固に保持する。

Ｂフレーム２４８の下面には雌螺穴３０２が縦方向に穿孔してある。それにローラ軸３０３の上端の雄螺子３０４をねじ込む。細径部３０５には６角形のボス３０６を嵌込む。ローラ軸３０３の太径部には軸受３０７、３０８の内輪（インナーレース）を差し込みカラー３０９で止める。軸受の外輪にはガイドローラ２０８を押し込む。リングカラー３１０によって外輪を抜け止めする。

Ｃフレーム２４９の下端にも雌螺穴３２０が切ってある。それにローラ軸３２２の雄螺子部３２３を螺合固定する。細径部３２４には６角形のボス３２５がはめこんである。ローラ軸３２２の大径部には軸受３２６、３２７があり、ガイドローラ２０９を回転可能に保持している。軸受３２６、３２７の内輪はカラー３２８で、外輪はカラー３２９で抜け止めする。ガイドローラ２０８、２０９は下レ−ルの側面を転動することにより横方向の力を受けてモノレールの安定な姿勢を保つ。

本発明のモノレールは、２両連結であり、連結棒で前後の車両を連結している。この連結棒２３は、通常の連結器とは違う。牽引力や押圧力を伝える作用がこの連結棒にはない。そうでなくてこれは２両の車両の距離のセンサなのである。前後２両の車両はいずれも前後２台の動力車をもつので独立に駆動力を発揮できる。

同一の速度で走行するようにするので間隔は一定の筈であるが、交流の電動機をインバータ制御するから周波数の誤差が発生することもある。また交流電動機には負荷によって滑りがある。さらに始動・停車のときは速度を連続的に昇降するから両車の速度を等しくできない。そのようなわけで前後の車両の速度が微妙に違うということもある。そこで連結棒は前後車両の離隔接近を検知してそれを補正する作用を持たせる。物理的に牽引力・押圧力を伝達しない。

図１５は連結棒の断面図である。連結棒２３は、円筒状の鞘筒３３２の中に検出ロッド３３３を挿入したものである。ロッド３３３の端部はコ型金具３３４尾部に溶接されている。コ型金具３３４は連結軸３３９を保持している。連結軸３３９に前車の継ぎ手２４の継ぎ片がボルト３４０によって結合される。

ロッド３３３を鞘筒３３２の中で進退させるために前摺動受け環３４５、後摺動受け環３４６が鞘筒３３２に固定される。前後摺動受け環の距離Ｌがロッドの可動範囲を与える。ロッド３３３の適当な部位に検出ブロック３４４が固定される。鞘筒３３２の壁面には３つの位置センサＡ３４９、センサＢ３４７、センサＣ３４８がＡＣＢの順に設けられる。検出ブロック３４４はこれら３つのセンサに対向する。３つのセンサは検出ブロック３４４の位置を検出できる。

たとえば検出ブロック３４４が左端センサＡの近傍にあるときの状態をセンサＡは近接信号を出すが、Ｂ、Ｃは無反応である。検出ブロック３４４が中間センサＣの近傍にあれば、センサＣだけが近接信号を出すが、Ｂ、Ａは無信号である。そのようにして、ロッドの縮退（センサＡ）、適正（センサＣ）、伸長（センサＢ）の３つのケースを区別することができる。

センサの動作原理の種類は、電気的、磁気的、電磁的、光学的なものどれであってもよい。縮退した状態で前摺動受け環３４５にコ型金具３３４が接触するものとすれば、検出ブロック３４４とコ型金具背面の距離はストロークＬに等しくする。

右を前車、左を後車として説明する。ロッドが縮退していると、それはセンサＡの信号でわかる。前車が遅すぎ後車が速すぎということである。その場合は前車の電動機駆動交流の周波数を３Ｈｚ増やす。通常は６０Ｈｚであるから３Ｈｚ増やすと回転速度が増えるので前車が増速される。すると前車は後者からよけい離隔し検出ブロック３４４が中間センサＣ３４８の位置へゆく。それは正常なのでその周波数を維持する。

反対にセンサＢが近接状態を検出した場合は、ロッドが延びすぎているということである。その場合は前車の電動機駆動周波数を３Ｈｚ減らす。３Ｈｚでは行き過ぎるという場合は、２Ｈｚ増減したり、１ヘルツ増減したりする。そのようにして、両車の速度を一致させる。速度の一致は検出ブロックが中間センサＣに対向していることで検出される。

図１６は発進時の速度変化を示す図である。図１７は停止時の速度変化を示す図である。スムーズに発進停止するのが望ましいので、立ち挙げに３秒掛けている。速度を３秒間で所定の速度まで連続的に増やす。停止のときも同様で３秒前から徐々に減速してゆきショックのないように緩やかに停車する。

その３秒間は上のようなセンサＡ、Ｂ、Ｃの信号によって電動機周波数を増減するというような制御ができない。だから速度に違いがあるとそれを修正できない。それでかなり広いストロークＬを鞘筒３３２とロッド３３３の間に付与しているのである。

連結棒を設けずに一定速度で二つの車両を動かしてみたところ長時間の運転によって両車が大きく離れたり、接近したりすることがわかった。４つの電動機があってその駆動周波数を一定にして運転しても、負荷状態が違い滑りが違うし電動機性能にもバラツキがあるから速度が微妙に違う。それで独立走行させると異常離隔、異常近接ということがおこり好ましくない。そこで本発明は連結棒を用いて両車の関係を常にモニタして間隔を適切なものに保持するようにしている。

図１８に本発明で台車を持ち上げるために用いている角度調整リンクの概略図を示す。台車・走行装置枠を中間部で回転可能に結合する回転軸中心がＲ点である。Ｐが台車枠に結合された上固定枢軸の中心である。水平線ＰＵは台車枠を示す。台車枠は常に水平に維持されるべきなので、ここでも水平に描いている。点Ｒから台車枠ＰＵに下した垂線の足がＵである。Ｑ点がアーム下端下移動枢軸の中心である。

ボールネジ軌跡をＶＱＳによって示す。ボールネジ軌跡線に回転軸中心Ｒから下した垂線の足がＳ点である。Ｓ点がボールネジによって前後に移動するナット・下移動枢軸の基準位置である。ボールネジ線は走行装置枠線と平行である。だから上の水平線と走行装置枠線の挟角θが傾斜角である。

Ｕ、Ｒ、Ｐは台車枠に取った固定点である。ＵＲは鉛直線である。その延長上にＮ点をとる。回転軸Ｒよりアーム上端上固定枢軸Ｐは少し上にあるから鉛直方向にＵＲ＝Ｌ_２の差ができる。ここでＵＲはＬ_２＝８０ｍｍ（定数）である。水平距離ＰＵはＰＵ＝Ｌ_１＝６５０ｍｍ（定数）である。回転軸Ｒと上固定枢軸Ｐの距離はＰＲ＝６５４．９０４６ｍｍ（＝Ｂ：定数）である。

Ｒ、Ｓは走行装置枠にとった固定点である。回転軸Ｒとボールネジの軌跡は上下方向に離隔しているから距離ＲＳが生ずる。ＲＳ＝Ｌ_３＝１８７．５ｍｍ（定数）である。

ＱＰはアームの上固定枢軸・下移動枢軸間の距離であって一定値をとる。ＱＰ＝５７０ｍｍ（＝Ａ；定数）。ＳＱがボールネジ上における下移動枢軸Ｑと基準位置Ｓの距離でこれが変数である。だからＳＱ＝ｘとする。ｘが減るとアームが寝て来るから挟角θは減る。ｘが増えるとアームが立ち上がり挟角θは増える。

角度の関係がやや複雑である。∠ＵＲＰ＝θ_１とする。これは一定角度である。∠ＰＲＱ＝θ_２とする。これが変数となる。∠ＱＲＳ＝θ_４とする。これも変数となる。∠ＲＱＳ＝θ_５とする。それはθ_４の余角（合わせて９０度）をなす。傾斜角は台車枠を水平にしたとき走行装置枠の水平からの傾きである。だから∠ＮＲＳが傾斜角θである。

θ＝θ_１＋θ_２＋θ_４−１８０゜（１）
＝ｔａｎ^−１（Ｌ_１／Ｌ_２）＋θ_２＋θ_４−１８０゜

である。あるいは、θ_４の変わりにθ_５（＝９０゜−θ_４）を用いて、
θ＝θ_１＋θ_２−θ_５−９０゜（２）
＝ｔａｎ^−１（Ｌ_１／Ｌ_２）＋θ_２−θ_５−９０゜

というように書くことができる。θ_１はｔａｎθ_１＝Ｌ_１／Ｌ_２であるから定数であってＬ_１、Ｌ_２の値を決めれば正確な値を求めることができる。

θ_１＝ｔａｎ^−１（Ｌ_１／Ｌ_２）＝ｔａｎ^−１（６５０／８０）＝８２．９８３゜（３）

である。これを（２）に代入すると、
θ＝θ_２−θ_５−７．０１６５゜（４）

となる。下移動枢軸位置Ｑを変動させて（ｘ＝ＱＳ）傾斜角θの変化を調べる。ｘの変数として、θ_２とθ_５の二つがあるので計算が複雑になる。ｘからθを計算することはできる。しかし反対にθからｘを解析的に計算できない。

力の三角形ＰＱＲにおいて、ＰＱ＝Ａ（定数）、ＲＰ＝Ｂ（定数）、ＱＲ＝Ｃ（変数）とする。

Ａはアームの上下枢軸の距離ＰＱである。ここではＡ＝５７０ｍｍとしている。ＢはＢ＝（Ｌ_２ ^２＋Ｌ_１ ^２）^１／２によって計算できる。Ｌ_１＝６５０ｍｍ、Ｌ_２＝８０ｍｍの場合、Ｂ＝６５４．９０４６ｍｍである。Ｃ＝（Ｌ_３ ^２＋ｘ^２）^１／２である。θ_２は余弦定理によって決まる。

Ａ^２＝Ｂ^２＋Ｃ^２−２ＢＣｃｏｓθ_２（５）
であるから、

ｔａｎθ_４＝ｘ／Ｌ_３によってθ_４を計算できる。ｘの方がＬ_３より大きいので近似計算する場合は収束性が悪い。だから余角のθ_５をｔａｎθ_５＝Ｌ_３／ｘによってつまりθ_５＝ｔａｎ^−１（Ｌ_３／ｘ）によって計算するようにしてもよい。

これらを（４）に代入すると、ｘとθの関係式を得る。

これは正確な式でありｘからθを一義的に決定する事ができる（表１）。しかし逆に解くことができない。θからｘを求めることはできない。

Ａ＝５７０ｍｍ、Ｂ＝６５４．９０４６ｍｍ、Ｌ_３＝１８７．５ｍｍとして、ｘの範囲（ボールネジの基準位置からナット・下移動枢軸の距離範囲）を１３０ｍｍ〜４７０ｍｍとして、１０ｍｍ刻みにｘの値を与えて、傾斜角θを計算した。

これはＥＸＣＥＬを使えば容易に計算できる。その結果を表１に示す。

１〜３５は番号、２欄〜５欄のＬ_１＝６５０ｍｍ、Ｌ_２＝８０ｍｍ、Ｌ_３＝１８７．５ｍｍ、Ａ（アーム長さ）＝５７０ｍｍというのは図に与えた定数である。６欄が変数ｘの値を示す。１３０ｍｍから４７０ｍｍまで１０ｍｍごとの値を与えている。１０ｍｍごとに計算したのは、ボールネジのピッチがｐ＝１０ｍｍだからである。が、刻みは任意に変更してもよい。７欄がｘの値をいれて（１０）式などによって計算した傾斜角θの値（度）である。８欄はθ＝０からの移動量である。

ｘ→θの計算はできるが、θ→ｘの計算ができないのであるが表にしてみると、θ→ｘの関係もわかってくる。

ｘ＝１３０ｍｍでθ＝−３．７６１゜である。
ｘ＝１４０ｍｍでθ＝−１．４６５゜、ｘ＝１５０ｍｍでθ＝＋０．７１３である。内挿することによって、ｘ_０＝１４６．６６７ｍｍ゜でθ＝０゜を取るだろうということがわかる。

傾斜角の上限は土地によって違うがここでは２７゜としてみる。それに対してｘはｘ_２７＝４０８．２１３ｍｍである。そうすると、水平から２７゜までの傾斜をもつ土地にレールを付設する場合、ｘの変域はｘ＝１４６．６６７ｍｍ〜４０８．２１３ｍｍである。０゜から２７゜のストロークはＳ^０ _２７＝２６１．５４６ｍｍである。

これをグラフにして図１９に示した。横軸は下移動枢軸の基準位置からの距離ｘ（ｍｍ）であるが必ずしも対応は正確でない。。縦軸は傾斜角θ（゜）である。傾斜角の範囲は−３．７６２゜〜＋２８．３３０゜である。傾斜角θと、ｘがリニヤでない。それが問題である。初めの立ち上がり（ｄθ／ｄｘ）は０．１４゜／ｍｍ程度でありかなり速い。

しかし次第に曲線は緩やかな上昇を示すようになる。ｘ＝２８０ｍｍの当たりでは０．０９゜／ｍｍに低下する。ｘ＝３２０ｍｍの近くでは、０．０６７゜／ｍｍに下がる。さらにｘ＝４１０ｍｍ近傍では０．０３゜／ｍｍ程度に上昇速度が落ちる。そのようにボールネジのナット（下移動枢軸）の変位ｘに対し、傾斜角θが線形でない。それは問題である。どういう問題があるのか？一つはθが大きい領域での追随性が悪いということであり、もう一つはθが小さいときに、モータ、ボールネジ、アームにかかる力が大きくなりすぎるということである。

追随性の問題について述べる。それはθが小さいときは角度変化は速いが、大きい所で傾斜角変化速度が低下するということである。傾斜角変化の遅延は傾斜がきつい領域での傾斜角制御を難しくする。モータによる傾斜角変化速度が充分に早ければ非線形性は大して問題でなく傾斜角変化に速やかに追随できれば良い。しかし傾斜角変化速度はもともとあまり速くない。それがθの大きい部分で遅延すると制御の遅れが台車の有意の傾斜を余儀なくする。

たとえばモータ３５の極数を４とする。商用交流（関西）が６０Ｈｚとすると、１分間の回転数は６０×６０×２／４＝１８００ｒｐｍである。ギヤドモータであって減速器を内蔵する。その減速比を１／２５とすると、ボールネジの１分間の回転数は１８００ｒｐｍ／２５＝７２ｐｒｍである。

ボールネジの１ピッチをｐ＝１０ｍｍとすると、ボールネジに螺合するナット・下移動枢軸の移動速度はｖ＝１０×７２＝７２０ｍｍ／分＝１２ｍｍ／秒である。交流モータであるから滑りが少しあるが、大体この一定速度でナット・下移動枢軸が前後に移動する。１ピッチｐ＝１０ｍｍだけ進む時間は１０ｍｍ／１２ｍｍ／秒＝０．８３秒である。

θ＝２７゜、０゜、−３゜の３つの場合を考えよう。
θ＝２７゜ｘ＝４０８．２１３ｍｍ
θ＝０゜ｘ＝１４６．６６７ｍｍ
θ＝−３゜ｘ＝１３３．２６ｍｍ

２７゜〜０゜の変化において、ｘの差が、２６１．５４６ｍｍであるから、その変化に必要な時間Ｔ^０ _２７は

Ｔ^０ _２７＝２６１．５４６ｍｍ／１２ｍｍ／秒＝２１．８秒

これはつまり傾斜角が２７゜から０゜あるいは反対に０゜から２７゜までに変化するのに２１．８秒かかるということである。

モノレールの走行速度がＶ＝３０ｍ／分＝０．５ｍ／秒であるとする。それは歩行速度の半分程度である。その場合でも０゜〜２７゜の傾斜角変化に２１．８秒かかるようでは遅すぎる。たとえば上下方向にＲ＝１００００ｍｍ＝１０ｍの曲率半径の傾斜があるとする。０゜から出発し２７゜にいたるまでにモノレールが約５ｍ走行することになる。

Ｖ＝０．５ｍ／秒なので５ｍ移動する速度は１０秒である。２７秒よりずっと短い時間（１０秒）で２７゜の傾斜角変動が生じる。つまりそれでは追随できないということである。Ｒ＝１０ｍの傾斜角変動というのは実際にはかなりきついものである。そのような地形が実際にあるとは限らないがその程度の傾斜角変動に追随することが望まれる。

［近似計算］
図１８のリンク機構において、ｘ→θの計算は一つ一つ正確に実行することができるが、反対にθ→ｘの計算はできずそれでは見通しが悪い。そこで近似計算をして両者の関係をより明白にしよう。

Ａ＝５７０ｍｍ、Ｂ＝６５５ｍｍ、Ｃ＝（１８７．５^２＋ｘ^２）^１／２ｍｍ
Ｌ_３＝１８７．５ｍｍであり、これによって式（１０）を近似計算することを考える。

ｘ＝０の廻りで近似計算すると収束性が悪い。表１の結果を見てｘ_１＝２７６．４ｍｍの廻りで近似する。その場合Ｃ_１＝３３４ｍｍとなる。

ｃｏｓθ_２＝（６５５^２＋３３４^２−５７０^２）／２×６５５×３３４
＝２１５６８１／４３７５４０
＝０．４９２９４（１１）

ｔａｎθ_５＝１８７．５／２７６．４＝０．６７８４（１２）

よってｘ_１＝２７６．４ｍｍの場合
θ_２＝６０．４６６゜
θ_５＝３４．１５１゜（１３）
となるので

θ＝１９．２９８゜（１４）
となる。

２７６．４ｍｍの廻りでの近似であるから、そこからのずれをρとして、
ｘ＝２７６．４＋ρ （１５）

とする。（１１）式はρ（＝ｘ−２７６．４）を含むと次のようになる。

となる。ここまでは厳密式である。このままでは解析的に計算ができないので、ρの三次までを取る近似をする。

ｃｏｓθ_２＝０．４９２９４（１＋０．０８５５×１０^−３ρ＋３．０１１×１０^−６ρ^２−４．０８×１０^−９ρ^３）（１７）

テイラー展開することによってｃｏｓ^−１（Ａ＋Ａｈ）の近似式を計算しよう。ｃｏｓ^−１ｚの１階微分は−１／（１−ｚ^２）^１／２であり、２階微分は−ｚ／（１−ｚ^２）^３／２である。３階微分は−（１＋２ｚ^２）／（１−ｚ^２）^５／２である。ｃｏｓ^−１Ａ＝ξとすると、

ｃｏｓ^−１（Ａ＋Ａｈ）＝ｃｏｓ^−１Ａ−Ａｈ／（１−Ａ^２）^１／２−Ａ／２（１−Ａ^２）^３／２×（Ａ^２ｈ^２）−（１＋２Ａ^２）（Ａｈ）^３／６（１−Ａ^２）^５／２…
（１８）

となるのであるが、Ａ＝ｃｏｓξだから

（１−Ａ^２）^１／２＝ｓｉｎξ （１９）
Ａ^３／２（１−Ａ^２）^３／２＝ｃｏｔ^３ξ／２（２０）
（１＋２Ａ^２）Ａ^３／６（１−Ａ^２）^５／２＝（１＋２ｃｏｓ^２ξ）ｃｏｓ^３ξ／６ｓｉｎ^５ξ （２１）

であるから、

ｃｏｓ^−１（Ａ＋Ａｈ）＝ξ−（ｃｏｔξ）ｈ−（ｃｏｔξ）^３ｈ^２／２−（１＋２ｃｏｓ^２ξ）ｈ^３ｃｏｓ^３ξ／６ｓｉｎ^５ξ… （２２）

となるわけである。（１７）の逆関数の近似式を求めたい。

θ_２＝ｃｏｓ^−１｛０．４９２９４（１＋０．０８５５×１０^−３ρ＋３．０１１×１０^−６ρ^２−４．０８×１０^−９ρ^３）｝（２３）

であるが、

Ａ＝０．４９２９４＝ｃｏｓξ、
ｈ＝０．０８５５×１０^−３ρ＋３．０１１×１０^−６ρ^２−４．０８×１０^−９ρ^３

だと思えば（２２）によってρの展開式にすることができる。

ξ＝６０．４６６゜＝１．０５５３ラジアン、ｃｏｔξ＝０．５６６６、ｃｏｔ^３ξ／２＝０．０９０９、（１＋２ｃｏｓ^２ξ）ｃｏｓ^３ξ／６ｓｉｎ^５ξ＝０．０５９４９である。

θ_２＝１．０５５３−０．５６６６（０．０８５５×１０^−３ρ＋３．０１１×１０^−６ρ^２−４．０８×１０^−９ρ^３）−０．０９０９×（０．０８５５×１０^−３ρ＋３．０１１×１０^−６ρ^２−４．０８×１０^−９ρ^３）^２−０．０５９４９ρ^３×（０．０８５５×１０^−３ρ＋３．０１１×１０^−６ρ^２−４．０８×１０^−９ρ^３）^３… （２４）
ρの３次の項までとると、

θ_２＝１．０５５３−０．０４８４×１０^−３ρ−１．７０６７×１０^−６ρ^２＋２．２６４８×１０^−９ρ^３… （２５）

ということになる。

ｔａｎθ_５についても同様の近似をする。

ｔａｎθ_５＝１８７．５／（２７６．４＋ρ）
＝０．６７８４（１−３．６１８×１０^−３ρ＋１３．０９０×１０^−６ρ^２−４．７３６×１０^−８ρ^３…）（２６）

ということになる。

同じようにテイラー展開することによってｔａｎ^−１（Ａ＋Ａｈ）の近似式を計算しよう。ｔａｎ^−１ｚの１階微分は１／（１＋ｚ^２）である。２階微分は−２ｚ／（１＋ｚ^２）^２である。３階微分は（６ｚ^２−２）／（１＋ｚ^２）^３である。

ｔａｎ^−１ｚ＝η、ｔａｎη＝ｚとすると、１階微分にＡを掛けたものはｓｉｎηｃｏｓηとなり、２階微分にＡ^２を掛けたものは−２ｓｉｎ^３ηｃｏｓηとなる。３階微分にＡ^３を掛けたものはｃｏｓ^３ηｓｉｎ^３η（６ｔａｎ^２η−２）である。

ｔａｎ^−１（Ａ＋Ａｈ）
＝ｔａｎ^−１Ａ＋Ａｈ／（１＋Ａ^２）−｛Ａ／（１＋Ａ^２）^２｝×（Ａ^２ｈ^２）＋（６Ａ^２−２）／６（１＋Ａ^２）^３×（Ａｈ）^３…
＝ｔａｎ^−１Ａ＋（ｓｉｎηｃｏｓη）ｈ−（ｓｉｎ^３ηｃｏｓη）ｈ^２＋（６ｔａｎ^２η−２）ｓｉｎ^３ηｃｏｓ^３ηｈ^３／６＋… （２７）

（２６）式のｔａｎの逆関数の近似式を求めたい。

θ_５＝ｔａｎ^−１０．６７８４（１−３．６１８×１０^−３ρ＋１３．０９０×１０^−６ρ^２−４．７３６×１０^−８ρ^３＋…）
（２８）

Ａ＝０．６７８４、ｈ＝−３．６１８×１０^−３ρ＋１３．０９０×１０^−６ρ^２−４．７３６×１０^−８ρ^３とみなせば良い。

η＝ｔａｎ^−１０．６７８４＝０．５９６１ラジアン＝３４．１５３゜、ｓｉｎη＝０．５６１４０、ｃｏｓη＝０．８２７５４、ｓｉｎηｃｏｓη＝０．４６４６、ｓｉｎ^３ηｃｏｓη＝０．１４６４２、（６ｔａｎ^２η−２）ｓｉｎ^３ηｃｏｓ^３η／６＝０．０１２７となるので

θ_５＝０．５９６１＋０．４６４６×（−３．６１８×１０^−３ρ＋１３．０９０×１０^−６ρ^２−４．７３６×１０^−８ρ^３）−０．１４６４２×（−３．６１８×１０^−３ρ＋１３．０９０×１０^−６ρ^２−４．７３６×１０^−８ρ^３）^２
＋０．０１２７×（−３．６１８×１０^−３ρ＋１３．０９０×１０^−６ρ^２−４．７３６×１０^−８ρ^３）^３
…
＝０．５９６１−１．６８０９×１０^−３ρ＋４．１６５×１０^−６ρ^２−６．７３４×１０^−９ρ^３… （２９）

これでθ_５の近似式が求められた。θ_２よりもθ_５の変化の方が大きいということがわかる。θ_２は殆ど変化しないということができる。θ_２−θ_５を計算すると

θ_２−θ_５＝（１．０５５３−０．０４８４×１０^−３ρ−１．７０６７×１０^−６ρ^２＋２．２６４８×１０^−９ρ^３…）−（０．５９６１−１．６８０９×１０^−３ρ＋４．１６５×１０^−６ρ^２−６．７３４×１０^−９ρ３…）
＝０．４５９２＋１．６３２５×１０^−３ρ−５．８７１７×１０^−６ρ^２＋８．９９８８×１０^−９ρ^３… （３０）

ｘ＝２７６．４ｍｍということはアームがすでに∠ＰＱＲ＝９０゜の位置を左に越えており、ｘ（ρ）の増加によってもはやθ_２は増えず、θ_４が増え（θ_５が減り）るのでθが僅かに増えるということである。上の式の式の単位はラジアンである。７．０１６５゜＝０．１２２４６ラジアンであるから、（１０）式の近似式をラジアンで表現すると、

θ（ラジアン）＝θ_２−θ_５−０．１２２４６
＝０．３３６７４＋１．６３２５×１０^−３ρ−５．８７１７×１０^６ρ^２＋８．９９８８×１０^−９ρ^３…
（３１）

となる。同じ式を度で表現すると（ρ＝ｘ−２７６．４）

θ（度）＝１９．２９３＋９３．５３５×１０^−３ρ−３３６．４×１０^−６ρ^２＋５１５．６×１０^−９ρ^３…
＝１９．２９３＋０．０９３５３５ρ−０．０００３３６４６ρ^２＋０．００００００５１５６ρ^３…
（３２）

というようになる。検算をしてみよう。ｘから２７６．４ｍｍを引いたものがρである。ｘ＝１３０ｍｍから５０ｍｍごとにとった点でのθの値を上の３次近似式で求めた２〜３桁の値を示す。括弧の中には近似計算でないものとの差を示している。

ｘ＝１３０ｍｍ、ρ＝−１４６．４ｍｍ −３．２度（＋０．５）
ｘ＝１８０ｍｍ、ρ＝−９６．４ｍｍ６．７度（＋０．１）
ｘ＝２３０ｍｍ、ρ＝−４６．４ｍｍ１４．２度（−０．０）
ｘ＝２８０ｍｍ、ρ＝＋３．６ｍｍ１９．６度（−０．０）
ｘ＝３３０ｍｍ、ρ＝５３．６ｍｍ２３．４度（−０．０）
ｘ＝３８０ｍｍ、ρ＝１０３．６ｍｍ２５．９度（−０．０）
ｘ＝４３０ｍｍ、ρ＝１５３．６ｍｍ２７．６度（＋０．０）

この結果は、上の近似式がかなりよい近似であることを意味している。θをρで微分することによって変位ｘと傾斜角θの非線形性がわかる。
ｄθ／ｄρ＝０．０９３５３５−０．０００６７２９２ρ^２＋０．０００００１５４５ρ^３…
ρ＝−１４６．４ｍｍで０．２２５、ρ＝−９６．４ｍｍで０．１７２、ρ＝−４６．４ｍｍで０．１２８、ρ＝＋３．６で０．０９１、ρ＝５３．６で０．０６２、ρ＝１０３．６で０．０４０、ρ＝１４３．６で０．０２６である。この結果から見ても非線形性が大きいということがわかる。

ボールネジ回転による下移動枢軸の位置ｘから傾斜角θを計算するのは一義的に行える。しかしθからｘを解析的に計算することはできない。そこでθを等しい刻みで変化させて、それに対するｘを求めることにした。それは多数のｘに対してθを計算しており、それから内挿してきりのよいθとそれに対するｘを計算できる。それを表２に示した。

第７欄のθ傾斜角をθ＝−３゜から１゜ずつ増やしてθ＝２８゜まで３２の場合について下移動枢軸の変位ｘを求めている。それが第６欄のものである。第８欄はθ＝０からの移動量（ｘ−ｘ_０）を示す。たとえば−３゜〜−２゜のための移動量は４．４ｍｍである。しかし２５゜〜２６゜を引き起こすための移動量は２２ｍｍにもなる。ｘが増大に伴うθの変化の減少は、図１８の力の三角形において∠ＱＲＰ（θ_２）がもはや増えず、∠ＱＲＳ（θ_３）の僅かな増加がありそれだけによってθが増大するようになっているからである。

図１８のようなリンクではもともと∠ＱＲＰ（θ_２）の変化は乏しくて大体一定であり主に変わるのは∠ＱＲＳ（θ_４）の方なのである。ところがそれはｔａｎ^−１（ｘ／Ｌ_３）の動きだから、ｘが大きくなるにつれて角度の変化は少なくなる。ｘとθの非線形はそのようなことに由来する。

図２１は傾斜角θが負であって、走行装置の後ろが持ち上がっている状態を示す。中間回転軸とアームが近接しており、アームやボールネジ、角度調整モータにかかる負荷が大きくなることがわかる。

図２２は傾斜角がθ＝０であって、走行装置枠が水平の状態を示す。アームはなお中間の回転軸に近いのでアーム、ボールネジ、モータにかかる力が大きい。

図２３は傾斜角がθ＝２７度の場合を示し、走行装置はレールの傾斜角Υと同じだけ傾斜している。アームは中心の回転軸から離隔しており、アームにかかる力、モータ、ボールネジに掛かる力が少なくなる。

ボールネジや傾斜角調整用モータの前後には動力車が存在する。その中間の狭いスペースに、モータとボールネジを設置する必要があるから、アームのストロークを広くとることができない。そのためにθが０に近いあたりでのモータやアーム・ボールネジにかかる力はどうしても大きいものになる。しかし本発明では台車を中間の軸で枢支するので完全にバランスしていれば、そもそも軸廻りのモーメントが存在しないのだから巨大な力が働くというのではない。

図２０はθの刻みを優先して横座標を書き直したθ・ｘのグラフである。しかし実際は横軸ｘが等間隔でなくて線形化できていない。

図１８のようなリンク機構を採用するかぎりｘ・θ関係を線形化することは不可能である。しかしｘ・θを線形化する必要が実はない。実際には時間ｔと傾斜角θの関係ｔ・θを線形化すればよい。

傾斜角が大きい部位（傾斜がきつい場所）では走行速度を落とすようにするし、傾斜角が大きいところで傾斜角変動が大きいのであるから、完全に線形化しなくてもよいわけである。

ｔ−θの線形化のためにはθが大きい領域でのボールネジ駆動モータ回転速度をスピードアップすればよい。直流モータを使えばそれは簡単にできる。しかし大型の直流モータは高価格で入手しにくいし連続制御による熱損失も大きい。

ここでは、交流モータを使いながら、ボールネジ駆動モータ３５の回転速度自体を傾斜角θの範囲に応じて変動させるようにする。交流モータを使うので周波数が６０Ｈｚであると一定回転するだけであり回転速度を変えることができない。そこでインバータを用いてモータに印加する交流の周波数を変えることにする。インバータを使うとコストを上げることになるのであるが、動力車の推進用の電動機の速度制御にインバータを使っているので、ボールネジ回転用モータにさらに別のインバータを使ったとしても、それほどコストアップというものではない。

トロリーから２００Ｖ三相交流が給電される。それを整流して直流としてさらにＶＣＯ制御によって周波数の違う交流を作り出し、それによって交流モータを制御するようにする。ここではボールネジ回転用モータは極数が４で、１８００ｒｐｍ（６０Ｈｚ）のものであるとする。インバータでｆ＝５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、７０Ｈｚの周波数の電力を作り出すようにする。５０Ｈｚでは１５００ｒｐｍで回転する。７０Ｈｚでは２１００ｒｐｍで回転する。そこで

θ＝−３゜〜＋１０゜ｆ＝５０ＨｚＮ＝１５００ｒｐｍ
θ＝＋１０゜〜＋２０゜ｆ＝６０ＨｚＮ＝１８００ｒｐｍ
θ＝＋２０゜〜＋２８゜ｆ＝７０ＨｚＮ＝２１００ｒｐｍ

というように傾斜角制御モータの速度を、θの範囲によって３通りに切り換えることにした。そうすると傾斜角が大きい領域でも傾斜角変動の速度を早めることができる。折れ線近似のようなものであるから、正確に線形化することはできない。

表３はそのようにインバータを用いてモータ速度制御したときの傾斜角、下移動枢軸変位ｘ、インバータ周波数ｆ、モータ回転数Ｎ、モータ減速比（１／２５）、ナット（下移動枢軸）速度（ｍｍ／秒）、傾斜角を１度増やすための時間（秒）、その角度まで傾斜させるために要する時間を示す。

０度付近では、１度動かすための時間は０．４５秒である。傾斜角１０度付近では０．６３秒である。１１度では０．５４秒である。ここで１度あたり時間が減っているのは１０度のところでｆ＝５０から６０Ｈｚへ切り換えるからである。２０度傾斜では１度あたり時間は０．９秒である。２１度傾斜では１度あたり時間は０．８４秒である。ここで時間が減るのもｆ＝６０から７０Ｈｚへ切り換えるからである。

そのようにしても完全に線形化されない。θ＝２７度での１度あたり時間は２秒であるから、０度での時間の５倍もかかることになる。それはそうなのであるが、θが大きく傾斜の険しいところでは動力車の走行速度Ｖを下げるので傾斜角の時間変動がそれによって緩和される。だからレール傾斜角変動に追随することができる。

そして０度から１０度までの変化のための時間は５．３９６秒である。１０度から２０度までは６．９４４秒である。２０度から２７度までの時間は８．８７４秒である。０度から２７度までの合計の時間は２１．２１５秒である。

地形によってはそれではなお遅すぎるということもあるかもしれない。
その場合はインバータの出力を５０、６０、７０Ｈｚという３刻みにしないで、もっと刻みを細かくして４０、５０、６０、７０、８０Ｈｚというようにモータ回転数の変化の幅を大きくすればよいことである。インバータを用いるのでモータ回転数をかなり広い範囲で自在に変更することができる。

表４に本発明の２両連結電動乗用モノレールの仕様を示す。電動機は一つの車両に二つあり合計４つ搭載される。ブレーキつきの３．７ｋＷの定格の全閉外扇形３相かご形誘導電動機である。電磁ブレ−キは無励磁作動スプリング方式でＤＣ２４Ｖで動作する。電動機の速度制御に使うインバータは入力が２００Ｖ、５０Ｈｚ、６０Ｈｚで出力周波数は３０Ｈｚ〜６０Ｈｚである。

水平地における本発明の実施例にかかる２両連結乗用モノレールとレールの右側面図。

一両分のモノレール台車の屋根を除いた状態の平面図。

本発明の実施例にかかるモノレールの正面図。

傾斜地における本発明の実施例にかかる２両連結乗用モノレールの右側面図。

２両連結乗用モノレールの走行装置枠だけの平面図。

走行装置枠の右側面図。

走行装置枠のボールネジ支持ブロック４６付近の図５におけるＡ−Ａ断面図。

走行装置枠の角度調整ナット４７付近の図５におけるＢ−Ｂ断面図。

ボールネジ回転数を検出するための回転検出ボス７４の断面図。

傾斜値において台車は水平に保たれ走行装置枠はレール傾斜に平行であるようになっている状態の走行装置枠の右側面図。

動力車・走行装置・レールの正面図。

走行装置・動力車・レールの右側面図。

動力車の車輪・車軸・減速器・回転検出とレールの正面図。

駆動ピニオン軸とともに回転する十字コマと近接センサからなる回転検出機構の図１３におけるＡ−Ａ断面図。

前車・後車の距離を検出するセンサを有する連結棒・継ぎ手の断面図。

本発明の乗用モノレールの発進時の速度変化を示す図。

本発明の乗用モノレールの停止時の速度変化を示す図。

角度調整アーム・下移動枢軸・上固定枢軸・回転軸・ボールネジ・ナットなどが作る角度調整のための力学的構造を略して示す説明図。

ボールネジによって前後に動くアーム下端の下移動枢軸の変位ｘ（ｃｍ）と、台車・走行装置枠の挟角（傾斜角）θの非線形の関係を示すグラフ。

ボールネジによって前後に動くアーム下端の下移動枢軸の修正された変位ｘ（ｃｍ）と、台車・走行装置枠の挟角（傾斜角）θの線形の関係を示すグラフ。

走行装置が負の傾斜角θ＝−３度のときの台車・走行装置レール、アーム、ボールネジなどを示す側面図。

走行装置が水平（θ＝０度）のときの台車・走行装置レール、アーム、ボールネジなどを示す側面図。

走行装置が正の傾斜角θ＝２７度のときの台車・走行装置レール、アーム、ボールネジなどを示す側面図。

符号の説明

１２両連結乗用モノレール
２走行装置
３台車
４レール
５ガイドレール
６支柱
７沈下防止板
８ラック
９打ち込みパイプ
１０床板
１２側板
１３前板
１４後板
１５屋根
１６ハネ上げ式椅子
１７操作盤
１８制御盤
１９窓
２０横カバー
２１窪み
２２両開き扉
２３連結棒
２４継ぎ手
２５駆動ピニオン
２６継ぎ板
２７連結プレート
２８螺子
２９継ぎ手
３０電動動力車
３１フレーム
３２電磁ブレ−キ
３３走行装置枠
３４モータ取り付けフレーム
３５角度調節モータ
３６ボールネジ
３７角度調節アーム
３８角度調節アーム先端軸受
３９ショックアブソーバ
４０台車支持軸取り付けプレート
４１台車支持プレート
４２台車支持軸受
４３カプリング
４５ボールネジ支持軸受取付プレート
４６ボールネジ支持ブロック
４７角度調整ナット
４８回転軸
４９横桟
５０継ぎ軸
５１前枠
５２左枠
５３後枠
５４右枠
５５長手桟
５６横桟
５７横桟
５８後桟
５９後桟
６０前桟
６１前桟
６２長手桟
６３横桟
６４横桟
６７中桟
６８上固定枢軸
６９下移動枢軸
７０後基台
７２前基台
７３ボールネジ回転検出センサ
７４回転検出ボス
７５センサドグ
７６下限センサ
７７上限センサ
８０角度調節ローラ
８２角度調整ナット用軸受
８３角度調整ガイド
８４凹部
８５凸部
８６ネジ
８７パイプ
８８レール受けパイプ
８９円筒
９０給電機構
９１支持柱
９２給電線保持材
９３トロリーダクト
９４トロリー
９５集電シュー
９６集電アーム
９７スプリング
９８電線コード
９９ブラケット
２００対ブロック
２０１突き出し棒
２０２継ぎ棒
２０３フランジ
２０４横板
２０５跨台座
２０６ブロック
２０７ブロック
２１０ボルト
２０８ガイドローラ
２０９ガイドローラ
２２０上車輪
２２１下車輪
２２２下車輪
２２３ブレーキ付き電動機
２２４横棒
２２５軸受
２２６ボルト
２３０上車輪軸
２３２上車輪軸
２３３調節プレート
２３４調節プレート
２３６回転検出部
２３７出力コード
２４０Ｔ型軸
２４２円筒部
２４３細径部
２４４立て軸受
２４５テーパーローラーベアリング
２４６テーパーローラーベアリング
２４７Ａフレーム
２４８Ｂフレーム
２４９Ｃフレーム
２５０ボルト
２５２ボルト
２５３ボルト
２５６軸受
２５７軸受
２５８軸受
２５９軸受
２６０角型部
２６１小径部
２６２雄螺子部
２６３ナット
２６４小径部
２６５雄螺子部
２６６ボルト
２７０大歯車
２７２Ｅ軸
２７４軸受
２７５軸受
２７６軸受
２７８オイルシール
２７９オイルシール
２８２下車軸
２８３雄螺子部
２８４ナット
２９２十字コマ
２９３凹部
２９４凸部
２９５近接センサ
２９６ Γ金具
２９７ボルト
２９８回転検出部ケース
２９９ボルト
３００オイル溜め
３０２雌螺穴
３０３ローラ軸
３０４雄螺子
３０５細径部
３０６ボス
３０７軸受
３０８軸受
３０９カラー
３１０リングカラー
３２０雌螺穴
３２２ローラ軸
３２３雄螺子部
３２４細径部
３２５ボス
３２６軸受
３２７軸受
３２８カラー
３２９カラー
３３２鞘筒
３３３ロッド
３３４コ型金具
３３９連結軸
３４０ボルト
３４４検出ブロック
３４５前摺動受け環
３４６後摺動受け環
３４７センサＢ
３４８センサＣ
３４９センサＡ

Claims

地上に敷設された一本のラック付きレ−ルを走行する前車と後車よりなる２両連結の乗用モノレールであって、前車後車のいずれにも、電動動力車の上に走行装置枠を設け、座席、車椅子搭載部をもち傾斜方向前側下方中央に窪みを持つ床板を有する台車を支える台車枠を走行装置枠とは別に設け、台車枠と走行装置枠とを前後方向に中間位置にある回転軸によって枢結し、角度調節アームの上端を台車枠に上固定枢軸によって回転自在に枢結し、枠長手方向に平行に設けられたボールネジを走行装置枠に固定した傾斜角調節モータによって回転させ、角度調節アームの下端を下移動枢軸によってボールネジに螺合したナットに枢結し、傾斜角調節モータを正逆に回転させることによって、走行装置枠と台車枠の挟角θを変更し、始点あるいは終点からの経路長ｓに応じて予め分かっているレールの傾斜角Υ（ｓ）に、走行装置枠・台車枠の挟角θを等しくするよう台車を中間回転軸のまわりに回転させ走行装置枠の一部が台車窪みに進入できる状態で台車を水平に保持するようにしており、前車と後車は牽引力・推進力を伝達せず相互の車両の離隔・近接を検知する機構をもつ連結棒で連結してあって車両が近接した場合は前車、後車いずれかの電動動力車の速度を変えて適正な距離に戻すようにしている事を特徴とする２両連結乗用中間傾斜電動モノレール。
地上に敷設された一本のラック付きレ−ルを走行する前車と後車よりなる２両連結の乗用モノレールであって、前車後車のいずれにも、電動動力車の上に走行装置枠を設け、座席、車椅子搭載部をもち傾斜方向前側下方中央に窪みを持つ床板を有する台車を支える台車枠を走行装置枠とは別に設け、台車枠と走行装置枠とを前後方向に中間位置にある回転軸によって枢結し、角度調節アームの上端を台車枠に上固定枢軸によって回転自在に枢結し、枠長手方向に平行に設けられたボールネジを走行装置枠に固定した傾斜角調節モータによって回転させ、角度調節アームの下端を下移動枢軸によってボールネジに螺合したナットに枢結し、傾斜角調節モータを傾斜角の大きいときは速く傾斜角が小さいときは遅くなるよう正逆に回転させることによって、走行装置枠と台車枠の挟角θを変更し、始点あるいは終点からの経路長ｓに応じて予め分かっているレールの傾斜角Υ（ｓ）に、走行装置枠・台車枠の挟角θを等しくするよう台車を中間回転軸のまわりに回転させ走行装置枠の一部が台車窪みに進入できる状態で台車を水平に保持するようにしており、前車と後車は牽引力・推進力を伝達せず相互の車両の離隔・近接を検知する機構をもつ連結棒で連結してあって車両が近接した場合は前車、後車いずれかの電動動力車の速度を変えて適正な距離に戻すようにしている事を特徴とする２両連結乗用中間傾斜電動モノレール。