JP4486048B2

JP4486048B2 - 跨座型モノレール軌道の転てつ装置

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Publication number: JP4486048B2
Application number: JP2006035511A
Authority: JP
Inventors: 邦芳原; 弘和小西
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2026-02-13
Also published as: JP2007211558A

Description

本発明は、跨座型モノレールの軌道の転てつ装置に関するものである。

転てつ機はモノレールの走行する桁の方向をモノレールの走行方向に合わせて変更する装置である。
例えば〔特許文献１〕のモノレール転てつ機は、電動機を動力源として減速機を回転させ、出力軸に取付けた回転アームを回転させる。回転アームの両端には円筒ローラを設置している。回転アームの回転によりにより円筒ローラに掛合している溝付きガイドを押し引きして転てつ桁を転てつさせる。転てつ終了時には別に設けた位置検知スイッチにより電磁ブレーキが作動して電動機の回転を止めることにより減速機及び出力軸に取付けた回転アームの回転が止まり転てつ桁の転てつを終了させる。しかし電動機は電磁ブレーキ作動までの空走時間及びブレーキ力等により停止位置にばらつきが生じていた。
このブレーキ力等による停止位置のばらつきは減速機出力軸に取付けた回転アームの停止位置のばらつきを生じさせる。

前記〔特許文献１〕を例として説明すると、転てつ桁が本明細書の図１に示す如く直線状態（Ｎ線の位置）にあり、左側又は右側のＬ線またはＲ線の隣接桁まで転てつするに際して、転てつ間隔の長い箇所では、溝付きガイドの中心を転てつ間隔の１／２の位置に設置し、回転アームの円筒ローラ中心までの長さを転てつ間隔の１／２にし掛合させて回転アームを１８０度回転させると転てつ桁は左側又は右側隣接桁まで転てつし、回転アームは溝付きガイドと直角に停止できる。これを直角停止という。

しかし、転てつ桁の始端側の転てつ桁１１のように転てつ間隔が短い箇所では、回転アームの回転中心と円筒ローラの回転中心との間隔も小さくなり、寸法的制約から、溝付きガイドを転てつ間隔の１／２の位置に設置することは出来ず、転てつ間隔が小さい個所では停止できなかった。
特公平３−３７６２号公報

前記構成によれば、転てつ間隔が小さい個所では転てつができなかった。

本発明の目的は小間隔で転てつ桁を転てつできるようにする装置を提供することにある。

上記目的は、跨座型モノレールの単線側固定軌道と分岐固定軌道の間に配設される転てつ装置において、単線側固定軌道に連結される転てつ桁は、前記単線側固定軌道側の一端部を水平回動自在に支持する手段と、他端部を水平旋回動自在に支持する手段と、転てつ装置を備え、前記転てつ装置は、基礎側に固定される単線側固定軌道の中心線に一致する中心線を有する第２の溝付きガイドと、該第２の溝付きガイドの両側に設置された第１の溝付きガイドと、前記転てつ桁側に装備される主軸と、該主軸によって水平旋回されるアームと、該アームの両端に設置され、前記第１の溝付きガイドに係合する第１の円筒ローラと、前記主軸に対して偏心して前記アームに取付けられ、前記第２の溝付きガイドに係合する第２の円筒ローラと、を備えること、を特徴とする跨座型モノレール軌道の転てつ装置、によって、達成できる。

本発明によれば、主軸を９０度回転させることにより、転てつ桁を所定の旋回角度に転てつすることができる。

図１において跨座型モノレール軌道の転てつ装置は、単線側固定軌道１と３本に分岐した固定軌道２，３，４の間で跨座型モノレール軌道の転てつを行う。

本装置にあっては、単線側固定軌道１と３線分岐固定軌道２，３，４の間に３本の転てつ桁１１，１２，１３が配設される。転てつ桁の本数は分岐する軌道の本数及び単線固定軌道１と分岐固定軌道２，３，４との距離に応じて適宜に選択される。

３本の転てつ桁１１，１２，１３を支持するために、４基の基礎２１，２２，２３，２４が設けられる。

単線側固定軌道１に接続される第１の転てつ桁１１の単線側固定軌道１側の端部下面は、台車１１ａにより支持される。台車１１ａは第１の基礎２１上に対して水平旋回動自在に支持される。

第１の転てつ桁１１の他端部１１ｂは、第２の転てつ桁１２の一方の端部１２ａ上に重ねられ、両者の間にはＴ型ピン３１が配設される。このＴ型ピン３１は、転てつ桁１１，１２の端部を互に水平旋回動及び垂直方向に回動自在に支持される。

第２の転てつ桁１２の第１の転てつ桁１１側の端部１２ａの下部には台車４１が取付けられる。この台車４１は、第２の基礎２２上のレール２２ａに対して転動自在に支持される。

第２の転てつ桁１２の他端部１２ｃ上には、第３の転てつ桁１３の一方の端部１３ａが重ねられ、両者の間に設けられるＴ型ピン３２により連結され、両者は水平旋回動及び垂直方向に回動自在に支持される。

第２の転てつ桁１２の第３の転てつ桁１３側の端部１２ｃの下部には台車４２が設けられ、第３の基礎２３上のレール２３ａ上に対して転動自在に支持される。

第３の転てつ桁１３の分岐固定軌道２，３，４側の端部の下部には台車４３が設けられ、第４の基礎２４上のレール２４ａに対して転動自在に支持される。

図１において、転てつ桁１１，１２，１３が分岐固定軌道２から分岐軌道３に転てつされる際には、単線固定軌道１と分岐固定軌道３とを接続するように、転てつ桁１１、１２，１３は角度θだけ旋回する。

すなわち、３台の台車４１，４２，４３は、それぞれ異なる距離の旋回運動を行う。
この旋回運動を達成するために、本発明の跨座型モノレール軌道の転てつ装置にあっては、３基の転てつ装置１００，２００，３００が装備される。

第１の転てつ桁１１を角度θだけ旋回動させる第１の転てつ装置１００は、旋回動距離が小さいので、第２の転てつ装置２００、第３の転てつ装置３００とは異なる機構が採用されている。

図３は、第１の転てつ装置１００の作動原理を示す説明図である。

第１の転てつ装置１００は、第１の転てつ桁１１側に装備され、後述する駆動機構により回転駆動される主軸１１０と、主軸１１０に対して取付けられるアーム１２０等を介して偏心位置に回転自在に取付けられる円筒ローラ１３０を有する。主軸１１０の中心と円筒ローラ１３０の中心との間の距離をＬ_１とする。

そして、この円筒ローラ１３０は、図１，図２に示すベース１４０上に固定される溝付きガイド１５０内に挿入される。溝付きガイド１５０は垂直方向上方に向けて溝がある。

図３の（ａ）は、第１の転てつ桁１１が単線側固定軌道１の中心線Ｎと同一の中心軸線ＣＬ上に置かれた図１の実線位置にあるときを示す。

この位置から第１の転てつ桁１１を分岐側固定軌道３に向けて転てつさせる操作を説明する。

図３の（ｂ）に示すように、主軸１１０を平面上で円筒ローラ１３０を中心として矢印Ｒ_１方向（時計廻り方向）に駆動する。円筒ローラ１３０は、溝付きガイド１５０内に拘束されているので、第１の転てつ桁１１に固定された主軸１１０は、初期位置から平面上で左側へ移動する。矢印Ｒ_１方向への回転角度が４５度に達すると、この移動量は距離Ｌ_１の半分となる。

アーム１２０の回転角度が９０度となると、図３の（ｃ）に示すように、主軸１１０は、初期位置（中心線ＣＬ）から距離Ｌ_１だけ横方向に移動する。この位置が、第１の転てつ桁１１の転てつは完了する。

主軸１１０の回転方向を逆にすることにより、第１の転てつ桁１１を逆方向に回動させることができる。

主軸１１０を駆動する電動モータの電動機の停止制御にはインバータ制御で停止時に周波数変換で回転数を下げて停止精度を向上させる等の方法もあるが、転てつ時間の増大及び制御の価格増大、保守点検増加、予備品の保有等の問題があり、簡易な方法で確実に停止制度を向上させる構造が必要であった。

本発明では、安価な標準モータを使用し、回転停止位置の厳格な制御を要求しない。

この場合に、図３の（ｃ）の位置でのアーム１２０が中心線ＣＬに対して直角な位置となる。この位置にあっては、主軸１１０の回転停止位置の誤差は主軸１１０の横方向の位置（転てつ桁の位置）には、大きな影響を与えない。この状態を直角停止と称する。アーム１２０が中心線ＣＬに対して平行な常態で停止することを平行方向停止という。

しかしながら、図３の（ａ）に示すアームが中心線ＣＬ上に一致する位置にあっては、主軸１１０の横方向の位置に大きな影響を与える。

例えば、アーム１２０の長さをＬアームの停止時の計画中心からの傾きをθとすると、アーム１２０が溝付きガイド１５０と直角停止でのズレ量はδ１＝Ｌ−Ｌ×ｃｏｓθ、アーム１２０が溝付きガイド１５０と平行方向停止の場合のズレ量はδ２＝Ｌ×ｓｉｎθとなる。

具体的には、Ｌ＝５００ｍｍ、θ＝２度とすると、δ１＝０．３ｍｍ、δ２＝１７．４ｍｍとなり。平行方向停止のほうが、ズレ量が大きい。

そこで、図３の（ａ）の状態でも直角停止を実現するために、実際には図４で示す機構が採用される。

図４は、上述した作動原理を利用した第１の転てつ装置のより具体的な機構を示す。主軸１１０に対してアーム１２０を介して円筒ローラ１３０が設けられることは、先の実施例と同様である。主軸１１０に対して、アーム１２０と直交するアーム１７０が設けられ、アーム１７０の両端にローラ１８０Ｌ，１８０Ｒが取付けられる。ローラ１８０Ｌ，１８０Ｒは対応する溝付きガイド１９０Ｌ，１９０Ｒに係合する。溝付きガイド１９０Ｌ，１９０Ｒの溝は上方に向けて溝がある。

アーム１７０に対して直交してアーム１２０があり、アーム１２０の先端には円筒ローラ１３０がある。アーム１７０とアーム１２０は一体であり、アーム１２０はアーム１７０の一部である。

主軸１１０が時計廻り方向Ｒ１に駆動されると、図４の（ｂ）に示すように、左側のローラ１８０Ｌは左側の溝付きガイド１９０Ｌの内側の側面１９１Ｌに押圧され、主軸１１０とともに第１の転てつ桁１１を左側へ移動させる。同時に、円筒ローラ１３０は中央の溝付きガイド１５０に係合し、主軸１１０が９０度回動すると、第１の転てつ桁１１は主軸１１０とともに距離Ｌ１だけ横方向に移動する。溝付きガイド１５０の溝の幅は円筒ローラ１３０の径よりも大きい。溝付きガイド１９０Ｌ，１９０Ｒの溝の幅は円筒ローラ１８０Ｌ，１８０Ｒの略同一である。つまり、円筒ローラ１３０，１８０Ｌ，１８０Ｒの径が同一であれば、円筒ローラ１３０，１８０Ｌ，１８０Ｒと溝付きガイド１５０，１９０Ｌ，１９０Ｒとの隙間は円筒ローラ１３０と溝付きガイド１５０との隙間のほうが大きい。

溝付きガイド１９０Ｌ、１９０Ｒ、１５０は図４の上端側が拡大している。溝付きガイド１９０Ｌ，１９０Ｒはその内壁１９１Ｌ，１９１Ｒ側が内側に拡大している。溝付きガイド１９０Ｌ，１９０Ｒは図４において下端も内壁１９１Ｌ，１９１Ｒが内側に拡大している。
溝付きガイド１５０の下端は拡大していない。円筒ローラ１８０Ｌが溝付きガイド１９０Ｌの拡大部にいたるとき、円筒ローラ１８０Ｒは拡大部を抜け出している。このとき、円筒ローラ１３０は、溝付きガイド１５０の拡大部にある。

図５は、図４の実施例に使用されるアームの具体的な構成を示す。

第１の転てつ桁１１側に取付けられた主軸１１０は、後述する駆動装置により旋回駆動される。アーム１７０の両端には、１対の円筒ローラ１８０Ｌ，１８０Ｒが取付けられる。アーム１７０の主軸１１０の回転中心Ｃ１から距離Ｌ１だけ離れた位置に円筒ローラ１３０が設けられる。アーム１７０の一方側の面には主軸１１０が設置されている。他方側の面に、円筒ローラ１８０Ｌ、１８０Ｒ、１３０が設置されている。前記駆動装置とは、伝動装置４６０である。

図６は、第２の転てつ桁１２を移動させるための第２の転てつ装置２００の作動を示す説明図である。

第２の転てつ装置２００は、第２の転てつ桁１２を角度θだけ旋回させるようにアーム２７０の長さ寸法や溝付きガイドの設置位置等が設定される。

第２の転てつ装置２００は、主軸２１０と主軸２１０により旋回駆動されるアーム２７０と、アーム２７０の両端に取付けられる１対のローラ２８０Ｌ，２８０Ｒを有する。第１転てつ装置１００の円筒ローラ１３０に相当するものはない。

主軸２１０とローラ２８０Ｌとの間の軸間距離は寸法Ｌ_２に設定される。ベース２４０上には、合計４本の溝付きガイド２９０が設置される。

図６は、中央に設置される２本の溝付きガイド２９０Ｌ，２９０Ｒを示し、作動を説明する。

図６の（ａ）は、図１に示す第２の転てつ桁２１の状態を示す。

アーム２７０に取付けたローラ２８０Ｌ，２８０Ｒは溝付きガイド２９０Ｌ，２９０Ｒに係合している。

この状態では、主軸２１０の位置は単線固定軌道１と分岐軌道２を結ぶ中心線に一致する中心軸線ＣＬ上にある。この状態から主軸２１０を矢印Ｒ_１で示す時計廻り方向に回転させると、右側のローラ２８０Ｒは右側の溝付きガイド２９０Ｒから外れ、左側のローラ２８０Ｌが溝付きガイド２９０Ｌにより案内される。この作用により、主軸２１０とともに、第２の転てつ桁１２は、台車４２とともに左側に向けて移動する。

主軸２１０が９０度回転すると、図６の（ｃ）に示すように、主軸２１０の中心は中心線ＣＬから距離Ｌ_２だけ離れた位置に移動する。

更に主軸２１０の回転を続けると、ローラ２８０Ｒが溝付きガイド２９０Ｌの外側に設置された溝付きガイド２９２に係合し、主軸２１０が１８０度回転した位置で転てつ作動は完了する。この停止状態は直角停止である。

この状態では、図６の（ｅ）に示すように、主軸２１０の中心位置は中心線ＣＬから距離２Ｌ_２離れた位置に移動する。この位置で、第２の転てつ桁１２が角度２θ旋回するように、アーム２７０の長さ寸法と溝付きガイドの設置位置を設定する。

第３の転てつ装置３００も第２の転てつ装置２００と同様の構成を備える。

第３の転てつ装置３００は、第３の転てつ桁１３を角度θだけ旋回させるようにアームの長さ寸法や溝付きガイドの設置位置等が設定される。

以上により、各転てつ装置２００，３００の転てつ角度は１８０度で、直角停止である。転てつ距離が小さい転てつ装置１００では転てつ角度は９０であるが、直角停止である。

次に、図１、図２により、転てつ装置の駆動機構を説明する。

動力源となるモータ４００は、第３の転てつ装置３００に設置される。モータ４００の出力は、伝動装置４１０を介して第３の転てつ装置３００の主軸ヘッド３０５に伝達され、主軸３１０を１８０度回転させる。伝動装置４１０は具体的には減速機である。減速機は主軸ヘッド３０５の主軸３１０を回転させ、主軸３１０を１８０度回転させる。

モータ４００の出力は、シャフト４３０を介して第２の転てつ装置２００側へ伝達され、伝動装置４４０（具体的には減速機）を介して第２の転てつ装置２００の主軸ヘッド２０５に伝達され、主軸２１０を１８０度回転させる。

第２の転てつ装置２００は、第２の転てつ桁１２を角度θだけ旋回させるようにアームの長さ寸法や溝付きガイドの設置位置等が設定される。

モータの出力は、更にシャフト４５０を介して第１の転てつ装置１００側へ伝達され、伝動装置４６０（具体的には減速機）を介して第１の転てつ装置１００の主軸ヘッド１０５へ伝達され、主軸１１０を９０度回転させる。

したがって、第１の転てつ装置１００の伝動装置４６０は、第２の転てつ装置２００の伝動装置４４０が、第２の転てつ装置の主軸２１０を１８０度回転させる間に、第１の転てつ装置１００の主軸１１０は９０度だけ回転するので、これに対応する減速機構を備える。

なお、各転てつ桁は互に折れ曲げられるので、シャフト間にフレキシブル継手４２１，４２２，４２３，４２４等が適宜に装備される。

本発明によれば、第１の転てつ桁１１を駆動する転てつ装置１００は小さなスペースに設置することができる。

本発明の転てつ装置の平面図。本発明の転てつ装置の側面図。第１の転てつ装置の作動を示す説明図。第１の転てつ装置の実施例を示す説明図。第１の転てつ装置の実施例の主軸の説明図であり、（ａ）は主軸部分の側面図であり、（ｂ）は（ａ）の底面図であり、（ｃ）は（ａ）の右側面図である。第２の転てつ装置の作動を示す説明図。

符号の説明

１…単線側固定軌道、２、３、４…固定軌道、１１…第１の転てつ桁、１２…第２の転てつ桁、１３…第３の転てつ桁、１００…第１の転てつ装置、２００…第２の転てつ装置、３００…第３の転てつ装置

Claims

跨座型モノレールの単線側固定軌道と分岐固定軌道の間に配設される転てつ装置において、
単線側固定軌道に連結される転てつ桁は、前記単線側固定軌道側の一端部を水平回動自在に支持する手段と、他端部を水平旋回動自在に支持する手段と、他端部の近傍に設けられる転てつ装置を備え、
前記転てつ装置は、基礎側に固定される単線側固定軌道の中心線に一致する中心線を有する第２の溝付きガイドと、該第２の溝付きガイドの両側に設置された第１の溝付きガイドと、前記転てつ桁側に装備される主軸と、該主軸によって水平旋回されるアームと、該アームの両端に設置され、前記第１の溝付きガイドに係合する第１の円筒ローラと、前記主軸に対して前記アームに直交する方向に偏心して前記アームに取付けられる第２の円筒ローラを備え、該第２の円筒ローラは前記第２の溝付きガイドに係合すること、
を特徴とする跨座型モノレール軌道の転てつ装置。
請求項１記載の跨座型モノレール軌道の転てつ装置において、
転てつ桁が単線側固定軌道の中心線と一致する直線状態であるときには、前記アームの両端の第１の円筒ローラのみが第１の溝付ガイドに係合して転てつ桁を保持し、前記主軸が９０度回転したときに、前記中心線に対して前記転てつ桁の他端部は横方向に移動して、前記第２の円筒ローラが前記第２の溝付きガイドに係合して転てつを完了すること、
を特徴とする跨座型モノレール軌道の転てつ装置。
請求項１記載の跨座型モノレール軌道の転てつ装置において、
前記アームの一方側の面に前記主軸が設置されており、
前記アームの他方側の面に前記第１の円筒ローラ、および前記第２の円筒ローラが設置されていること、
を特徴とする跨座型モノレール軌道の転てつ装置。
請求項１記載の跨座型モノレール軌道の転てつ装置において、
前記第１の溝付きガイドと前記第１の円筒ローラとの間の隙間に対して、
前記第２の溝付きガイドと前記第２の円筒ローラとの間の隙間の方が大きいこと、
を特徴とする跨座型モノレール軌道の転てつ装置。
跨座型モノレールの単線側固定軌道と分岐固定軌道の間に配設される転てつ装置において、
単線側固定軌道に連結される第１の転てつ桁は、前記単線側固定軌道側の一端部を水平回動自在に支持する手段と、他端部を水平旋回動自在に支持する手段と、他端部の近傍に設けられる第１の転てつ装置を備え、
前記第１の転てつ装置は、基礎側に固定される単線側固定軌道の中心線に一致する中心線を有する第２の溝付きガイドと、該第２の溝付きガイドの両側に設置された第１の溝付きガイドと、前記第１の転てつ桁側に装備される主軸と、該主軸によって水平旋回されるアームと、該アームの両端に設置され、前記第１の溝付きガイドに係合する第１の円筒ローラと、前記主軸に対して前記アームに直交する方向に偏心して前記アームに取付けられ、前記第２の溝付きガイドに係合する第２の円筒ローラと、を備え、
前記第１の転てつ桁に接続する第２の転てつ桁は、前記第１の転てつ桁側の一方の端部を水平回動自在に支持する手段と、他方の端部を水平旋回動自在に支持する手段と、第２の転てつ装置を備え、
前記第２の転てつ装置は、前記第２の転てつ桁の他方の端部側に装備される第２の主軸と、該第２の主軸によって水平旋回する第２のアームと、該アームの両端に設置される第３の円筒ローラと、前記基礎側に固定される単線側固定軌道の中心に一致する中心線を有する１対の第３の溝付きガイドと、第３の溝付きガイドの外側の前記基礎側に配設される第４の溝付きガイドと、を備え、転てつ開始前は前記アームの両端の第３の円筒ローラは前記第３の溝付きガイドに係合し、前記アームが１８０度回転したとき、前記第３の円筒ローラの一方は前記第４の溝付きガイドに係合して転てつを完了すること、
を特徴とする跨座型モノレール軌道の転てつ装置。