JP4606464B2 - 関節継手を含む娯楽乗り物用車両 - Google Patents

Description

本発明は、娯楽乗り物用車両に関するものである。

ローラー・コースターのような娯楽乗り物は、典型的には、軌道又はレール上を走る車両を含む。それらの車両又は車は、連結器によって接続された複数の車両部分を含むことがある。幾つかの車両部分は、しばしば、娯楽乗り物の乗客収容可能数を増大させるために互いに接続されている。軌道の形状及び車両部分の相対的な大きさに依存して、２台以上の車両部分が軌道のカーブ（湾曲部）に適応するために互いに対して旋回及び／又は回転しなければならないことがある。
米国特許第２３２１６１３号

娯楽乗り物は、特に比較的狭い区域内に、例えば、屋内施設内、又はこぢんまりした屋外区域内に建設される場合、非常にきついカーブを含むことが多い。きつい、すなわち半径の小さいカーブはまた、相対的に低い速度であっても、乗客に相対的に大きな「Ｇ」力を生じさせることによって、乗り物の全体的な刺激感を増大させるためにも用いることができる。きついカーブにより生じる１つの短所は、典型的には、きついカーブを安全に且つ効果的に通り抜けることができるように、乗り物用車両の全体の長さを短くしなければならないことである。その結果、典型的には、乗客収容可能数、すなわち、座席の数が減らされることになる。これは、しばしば、娯楽乗り物に乗るための行列及び待ち時間をより長くする原因になる。

娯楽乗り物又はコースターに関連した別の共通の問題は、乗り物用車両の機能不全による休止時間である。これは、車両部分間の継手又は連結器が機能不全であるときに生じ得る。使用中に継手又は連結器が機能不全になった場合、少なくとも継手を修理できるまで、或いは車両を軌道から取り除くことができるまで、一般に娯楽乗り物全体を一時的に停止させなければならない。

徹底した毎日の検査及び保守を行っていても、車両連結器は乗り物の運転中に依然として機能不全になる虞がある。この理由のため、組立体の一部として関節継手を持つ現在の乗り物システムにはバックアップ・システムが設けられることがある。しかしながら、このようなバックアップ・システムは、典型的には、一次関節継手システムと同じ荷重に耐えるように、又は車両部分間に同じ関節継手を許容するように設計されていない。その結果、継手の機能不全が生じたとき、乗り物用車両は一般に修理のために線路から取り外さなければならない。従って、数人の乗客を着座させながら、きついカーブに対応することができると共に、車両部分間の継手又は連結器が機能不全になったときに娯楽乗り物を運転させ続けることができるように、娯楽乗り物用車両を改善する必要性が存在する。

本発明は、第１の車両部分と、第２の車両部分と、第１及び第２の車両部分の間を接続し且つ両者の間に回転又は旋回運動を生じさせる関節又は枢着（ピボット）継手とを含む娯楽乗り物用車両を対象とする。

一面では、関節継手は、該継手の正常動作中の荷重を支承するための第１のシャフトと、第１のシャフトの中にあって、第１のシャフトが動作不能であるときに荷重を支承するための第２のシャフトとを有する。

別の面では、把手又はレバーのような試験用具が第２のシャフトに取り付けられる。第２のシャフトは、継手の正常動作中、すなわち、第１のシャフトが継手に作用する荷重を支承しているとき、試験用具によって回転させることが可能である。第１のシャフトが故障するか、さもなければ動作不能であるとき、第２のシャフトは継手に作用する荷重を担持し、従って試験用具によって回転させることが出来なくなる。これは、第１のシャフトが故障していることを表す。

本発明の他の特徴及び利点は以後明らかになろう。上述した本発明の特徴は別々に又は一緒に、或いはそれらの１つ以上の様々な組合せで用いることができる。本発明は、記載した特徴の部分的な組合せにも存在する。

以下に図面を参照して説明するが、添付の図面においては、同様な要素には同じ参照符号を付している。

ここで図面を参照して説明すると、図１は娯楽乗り物又はローラー・コースター用車両１０を例示し、車両１０は、第１の又は前側の車両部分１２及びそれに取り付けられた第２の又は後側の車両部分１４を持つ。第１及び第２の車両部分１２，１４の各々は、１列４座席より成る２列の座席１６を含み、そこで、娯楽乗り物用車両１０は全部で１６座席を含む。この代わりに、任意の適当な数の座席列を持つ任意の他の適当な数の車両部分を使用することができる。

車両１０の運動中に乗客を座席１６内に保持するために各座席１６に乗客拘束装置、例えば、ラップ・バー２６、ショルダー・バー及び／又はシート・ベルトなどを設けるのが好ましい。使用される拘束装置の種類は、典型的には、娯楽乗り物用車両１０で行われる運動の種類に依存する。例えば、娯楽乗り物用車両１０が上下逆さまになる運動を行う場合、肩の拘束装置を使用することができる。

一対の前側車輪アセンブリ１８が、第１の車両部分１２の底部に隣接して、第１の車両部分１２の両側に取り付けられる。一対の後側車輪アセンブリ２２が同様に、第２の車両部分１４の底部に取り付けられる。前側及び後側車輪アセンブリ１８，２２の車輪２０は、娯楽乗り物の軌道又はレールに係合するように構成されている。前側及び後側車輪アセンブリ１８，２２は軌道又はレールに沿って転がり、且つ乗り物用車両１０を軌道又はレールに確保する。使用される車輪アセンブリの数は、任意の所与の娯楽乗り物の要件に合わせてより多くしてもより少なくしてもよい。

前側及び後側車輪アセンブリ１８，２２の各々は、好ましくは、水平軸及び垂直軸を中心に旋回可能であるアーム又はシャフトに取り付けられた２つ以上の垂直配向の車輪（図面では見えない）を含む。垂直配向の車輪は、好ましくは、軌道又はレールの頂部に載る。娯楽乗り物１０が軌道内の垂直勾配に入るとき、アーム又はシャフトは水平軸を中心に旋回して、車輪が軌道を走行すると共に、乗り物用車両１０が重大な垂直方向曲げ応力を受けないようにする。娯楽乗り物１０が軌道内の水平旋回部に入るとき、アーム又はシャフトは垂直軸を中心に旋回して、車輪が軌道を走行すると共に、乗り物用車両１０が重大な水平方向曲げ応力を受けないようにする。代替態様として、当該分野で周知のように、乗り物用車両１０の上下及び左右の運動に対応するように任意の他の適当な車輪アセンブリ構成を使用することができる。

図２は、第１の車両部分１２の第１のシャーシ部分４０及び第２の車両部分１４の第２のシャーシ部分４２の部分的分解図である。第１及び第２のシャーシ部分４０，４２は、好ましくは、スチール又は任意の他の適当な材料で製作されていて、継手３０によって接続される。継手３０は、継手３０の縦軸を中心にして第１及び第２の車両部分１２，１４の間の相対的な回転を行わせ、従って、関節継手３０と呼ばれる。関節継手３０は、娯楽乗り物用車両１０が乗り物軌道内のきついカーブを進行するのを可能にする。関節継手３０によって与えられる第１及び第２の車両部分１２，１４の間の相対的な回転の程度は、好ましくは、乗り物軌道の構成によってのみ制限される。

図３〜図５は、好ましい実施形態による関節継手３０の詳細を例示する。関節継手３０は、好ましくは、第１及び第２の車両部分１２，１４に接続された中空の円筒形一次シャフト３２と、一次シャフト３２の中に同心に配置され且つ第１及び第２の車両部分１２，１４に接続された中空の円筒形二次シャフト３４とを含む。一次シャフト３２は、好ましくは、シャーシ管３６の中に同心に配置される。シャーシ管３６は、第１及び第２のシャーシ部分４０，４２の中へ接続され、且つ縦軸（前後の軸Ａ−Ａ）を中心にして第１及び第２の車両部分１２，１４の間に相対的な回転を生じさせるように一次シャフト３２の周りを回転可能又は旋回可能である。

一次シャフト３２は、好ましくは、長さがほぼ１８〜２４インチ又はほぼ２１インチであり、外径がほぼ５．５〜６．０インチ又はほぼ５．７５インチであり、内径がほぼ４．１〜４．７インチ又はほぼ４．４インチである。二次シャフト３４は、好ましくは、長さがほぼ２０〜２６インチ又はほぼ２３インチであり、外径がほぼ３．７５〜４．２５インチ又はほぼ４．０インチであり、内径がほぼ２．２５〜２．７５インチ又はほぼ２．５インチである。勿論、一次及び二次シャフト３２，３４は、第１及び第２の車両部分１２，１４の大きさ及び重量に依存してより大きく又はより小さくすることができる。

第１の又は外側の一組の軸受３８が、好ましくは、シャーシ管３６の中へ押し込まれて、軸受３８がシャーシ管３６と一次シャフト３２との間に配置される。この代わりに、ころ軸受、玉軸受、又は他の適当な軸受をシャーシ管３６と一次シャフト３２との間に配置することもできる。第２の又は内側の一組の軸受３９が、好ましくは、一次シャフト３２と二次シャフト３４との間に配置される。第１及び第２の組の軸受３８，３９は、好ましくは、真鍮又は他の適当な材料で作られる。シャーシ管３６は、娯楽乗り物用車両１０の正常な動作中、一次シャフト３２の周りを、第１の組の軸受３８に対して回転可能である。一次シャフト３２が故障するか、さもなければ動作不能であるときに、以下に詳しく述べるように、一次シャフト３２は、二次シャフト３４の周りを、第２の組の軸受３９に対して回転可能である。

図３に示されているように、関節継手３０は、好ましくは、第１のシャーシ部分４０の後面又は第２のシャーシ部分４２の前面に取り付けるための第１のシャーシ・アセンブリ５８と、第２のシャーシ部分４２の前面及び第１のシャーシ部分４０の後面の内の他方に取り付けるための第２のシャーシ・アセンブリ６０とを含む。一次及び二次シャフト３２，３４は、第１及び第２のシャーシ・アセンブリ５８，６０内の中心開口を通って第１及び第２のシャーシ部分４０，４２に入って係合する。関節継手３０は、好ましくは、関節運動及び／又は様々な継手構成要素間の確実な接続を容易にするために、ブッシング８２、スペーサ８４，ワッシャ８６などを更に含む。

図５に示されているように、一次シャフト３２は、好ましくは、一次ロック・リング又は一次ロック・ナット７８にねじ係合されており、一次ロック・ナット７８はスペーサ７６によって軸受３８の１つから分離されている。一次ロック・ナット７８は軸方向、すなわち縦軸（軸Ａ−Ａに沿った）方向に力を加え、且つ関節継手３０の正常な動作中に関節継手３０に作用するスラスト荷重を担持して分散させる。図４に示されているように、二次シャフト３４は、好ましくは、二次ロック・リング又は二次ロック・ナット８０にねじ係合されており、二次ロック・ナット８０はスペーサ８２によって軸受３９の１つから分離されている。二次ロック・ナット８０は、以下に説明するように、一次シャフト３２が破損するか、さもなければ動作不能になったとき、関節継手３０に作用するスラスト荷重を担持して分散させる。

試験用具、例えば、把手、レバー、ナット、点検孔、又は他の適当な手段が、二次シャフト３４に回転を与えるために二次シャフト３４に取り付けられるか又は二次シャフト３４と伝達関係に設けられる。単なる一例として以下に説明するが、試験用把手７０が１つ以上のボルト又は他の適当な取付け手段によって二次シャフト３４に取り付けられる。関節継手３０の正常な動作中、試験用把手７０は検査者によって押し又は引くことにより二次シャフト３４を回転させることができ、これは以下に説明するように一次シャフト３２が適正に動作していることを表す。乗り物用車両１０が軌道上で休止しているとき、試験用把手７０は、好ましくは、（重力により）下向きに突出して、娯楽乗り物用車両１０の底部近くまで延在し、このため検査者は軌道の下に立つと、把手７０に手が届いて、把手７０を押したり引いたりすることができる。

使用する際は、１台以上の娯楽乗り物用車両１０が娯楽乗り物の軌道又はレール上に配置される。乗客が娯楽乗り物用車両１０に搭乗し、車両座席１６に座る。次いで、車両１０内の乗客を保護するために、ラップ・バー２６及び／又は他の拘束装置を下げ又は係合させて、所定位置に固定する。乗客がそれぞれの座席１６に安全に拘束されたとき、娯楽乗り物用車両１０は、軌道の下に配置された牽引機構、発射機構、又は他の推進システムにより、軌道又はレールに沿って動き始める。

乗り物用車両１０が軌道内の水平及び垂直の組合せカーブに来たとき、第１の車両部分１２がカーブに入って、関節継手３０により第２の車両部分１４に対して軸Ａ−Ａを中心にして回転する。詳しく述べると、シャーシ管３６が一次シャフト３２の周りを軸受３８に対して回転して、第１の車両部分１２がカーブに入るにつれて第２の車両部分１４に対して相対的に回転するのを許容する。次いで、第２の車両部分１４がカーブに入って、同様な態様で第１の車両１２に対して相対的に回転する。娯楽乗り物用車両１０は軌道に沿って進行するにつれて、同じ態様で軌道内の様々なターン（旋回部）及びカーブを通って動く。

乗り物用車両の正常な動作状態では、一次シャフト３２が関節継手３０に作用する半径方向及び軸方向荷重を担持する。従って、一次シャフト３２は（幾分か回転することがあるが）比較的静止した状態に留まり、一方、シャーシ管３６は一次シャフト３２の周りを回転する。これとは逆に、二次シャフト３４は正常な動作中はいかなる荷重も担持せず、従って、一次シャフト３２内で自由に回転できる。

もし一次シャフト３２が故障し、破損し、又は動作不能になった場合、二次シャフト３４は、一次及び二次シャフト３２，３４の配置構成により、一次シャフト３２の役割を引き継いで、関節継手３０に作用する荷重を担持する、すなわち、二次シャフト３４は一次シャフト３２の荷重支承作用を引き継ぐ。二次シャフト３４は、好ましくは、荷重を担持するために、少なくとも一次シャフト３２と同じ強さである。その結果、一次シャフト３２が乗り物の運転中に故障した場合に、娯楽乗り物用車両１０は動作し続けることができる。

毎日の運転の合間に、検査者により娯楽乗り物用車両１０を検査して、乗り物用車両の構成要素の全てが適正に機能していることを確認することが好ましい。関節継手３０が適正に働いているか検証するために、検査者により、試験用把手７０（又は他の試験用具）を二次シャフト３４の回転方向に押したり引いたりして、二次シャフト３４を回転させるように試みる。もし二次シャフト３４が回転した場合、これは、二次シャフト３４が関節継手３０に作用する荷重を担持していないこと、従って、一次シャフト３２が荷重を担持していて、適正に機能していることを表す。

もし二次シャフト３４が検査者により試験用把手７０を押したり引いたりしたときに自由に回転しなかった場合、これは、二次シャフト３４が関節継手３０に作用する荷重を担持していること、従って、一次シャフト３２が故障しているか、さもなければ動作不能であることを表す。この場合、娯楽乗り物用車両１０は、更に検査し修理するために軌道から取り外すことができる。一次シャフト３２が乗り物の運転中に機能不全になった場合、二次シャフトが継手３０に作用する荷重を担持するので、乗り物は停止させる必要はない。

娯楽乗り物用車両１０は既存の娯楽乗り物用車両に対して幾つかの利点を提供する。第１に、娯楽乗り物用車両１０は、屋内の娯楽乗り物及びこぢんまりした区域内に配置された屋外の乗り物に共通であるきついカーブを持つ軌道上に使用することができる。関節継手３０がない場合、乗り物用車両はこのような種類の軌道のきついカーブを進行するために長さをより短くする必要があったと考えられる。その結果、各車両に乗せることのできる乗客の数は少なくなり、もってしばしば待ち行列がより長くなるであろう。

たとえ使用する乗り物用車両を小さくして数を増やしたとしても、乗り物用車両は安全処置として所定の時間間隔及び／又は距離だけ互いから離さなければならないので、収容可能数一杯又はそれに近い状態で運転しているときに娯楽乗り物に乗ることのできる人数は多くならないと考えられる。従って、所与の時間間隔では、相対的に大きい娯楽乗り物用車両１０を含む娯楽乗り物に乗ることができる人数は、数台の相対的に小さい車両を含む娯楽乗り物の場合よりも多くなる。

更に、二重シャフト関節継手３０を使用することによって、一次シャフト３２が故障するか又は動作不能になった場合に、娯楽乗り物用車両１０は動作し続けることができる。娯楽乗り物用車両１０は非運転時間中に軌道から取り外して、個別に修理することができる。その結果、娯楽乗り物は、運転時間中に乗り物用車両１０の一次シャフト３２が故障したとき、運転停止されることはない。従って、このような故障による遅延やライン・バックアップが避けられる。

以上、本発明の実施形態及び用途を図示し説明したが、当業者には、本発明の概念から逸脱することなく様々な変更が可能であることが明らかであろう。従って、本発明は特許請求の範囲及びそれに等価なもの以外には制限されない。

娯楽乗り物用車両の斜視図である。 図１に示した娯楽乗り物用車両のシャーシ及び関節継手の部分的分解図である。 図２に示した関節継手の分解図である。 前側及び後側車両シャーシ部分に接続された図３に示した関節継手の側断面図である。 図４の中の部分Ａの拡大断面図である。

符号の説明

１０ 娯楽乗り物用車両
１２ 第１の車両部分
１４ 第２の車両部分
１６ 座席
１８ 前側車輪アセンブリ
２０ 車輪
２２ 後側車輪アセンブリ
２６ ラップ・バー
３０ 関節継手
３２ 一次シャフト
３４ 二次シャフト
３６ シャーシ管
３８，３９ 軸受
４０ 第１のシャーシ部分
４２ 第２のシャーシ部分
７０ 試験用具
７６ スペーサ
７８ 一次ロック・ナット
８０ 二次ロック・ナット
８２ ブッシング
８４ スペーサ
８６ ワッシャ
９０ ボルト

Claims (10)

1. 第１の車両部分と、
   第２の車両部分と、
   前記第１及び第２の車両部分の間を接続する関節継手とを有し、
   該関節継手は、当該関節継手の正常動作中に当該関節継手の軸方向に作用するスラスト荷重を支承するための第１のシャフト、及び前記第１のシャフトの中にあって、前記第１のシャフトが機能不全になり、前記スラスト荷重を十分に支承しない場合に当該関節継手に作用する前記スラスト荷重を支承するための第２のシャフトを含み、
   前記第１及び第２の車両部分の間に前記第１及び第２のシャフトの軸方向の回転運動を生じさせる関節継手と、
   を有し、
   前記第２のシャフトは、前記第１の車両部分が前記第２の車両部分から離れる方向に移動することを禁止する第２のフランジを端部に有する娯楽乗り物用車両。
2. 前記車両は更に、前記第２のシャフトに取り付けられた試験用具を含み、前記第２のシャフトは、前記第１のシャフトが動作可能であるとき前記試験用具を押し又は引くことによって回転させることが可能であり、
   前記第２のシャフトが前記関節継手に作用する前記スラスト荷重を支承しているとき前記第２のシャフトは前記試験用具を押し又は引くことによって回転させることが出来ない、請求項１記載の娯楽乗り物用車両。
3. 更に、前記第１及び第２のシャフトの間に相対的な回転を生じさせるために前記第１及び第２のシャフトの間に少なくとも１つの軸受を含んでいる請求項１記載の娯楽乗り物用車両。
4. 更に、前記第１及び第２のシャフトの周りに同心に配置され、且つ前記第１又は第２の車両部分に接続されているシャーシ管と、前記シャーシ管と前記第１のシャフトとの間に相対的な回転を生じさせるために前記シャーシ管と前記第１のシャフトとの間に少なくとも１つの第１の軸受（３８）を含んでいる請求項１記載の娯楽乗り物用車両。
5. 更に、前記第１のシャフトと前記第２のシャフトとの間に相対的な回転を生じさせるために前記第１のシャフトと前記第２のシャフトとの間に少なくとも１つの第２の軸受（３９）を含んでいる請求項４記載の娯楽乗り物用車両。
6. 前記第１のシャフトは、一次ロック・ナット（７８）にねじ係合されており、前記一次ロック・ナット（７８）は第１のスペーサ（７６）によって前記第１の軸受（３８）から分離されており、
   前記一次ロック・ナット（７８）は前記軸方向に力を加え、且つ前記関節継手の正常な動作中に前記関節継手のに作用するスラスト荷重を担持して分散させる、請求項５記載の娯楽乗り物用車両。
7. 前記第２のシャフトは、二次ロック・ナット（８０）にねじ係合されており、前記二次ロック・ナット（８０）は第２のスペーサ（８２）によって前記第２の軸受（３９）から分離されており、
   前記二次ロック・ナット（８０）は、前記第１のシャフトが破損したとき、前記関節継手に作用する前記スラスト荷重を担持して分散させる、請求項６記載の娯楽乗り物用車両。
8. 前記第２のシャフトは、前記第１のシャフトよりも長く、
   前記第１のシャフトは、前記第２の車両部分が前記第１の車両部分から離れる方向に移動することを禁止する第１のフランジを端部に有し、
   前記第２のシャフトは、前記第１の車両部分が前記第２の車両部分から離れる方向に移動することを禁止する第２のフランジを端部に有する請求項７記載の娯楽乗り物用車両。
9. 前記関節継手がブッシング（８２）、スペーサ（８４）及びワッシャ（８６）を更に有する請求項１乃至８のいずれかに記載の娯楽乗り物用車両。
10. 前記娯楽乗り物用車両のレールに係合し、前記レールに沿って転がり、且つ前記娯楽乗り物用車両を前記レールに確保する車輪（２０）を有し、
    前記第１及び第２の車両部分の底部に隣接して、前記第１及び第２の車両部分の両側に取り付けられる一対の前側車輪アセンブリ（１８）を更に有し、
    前記第１及び第２の車両部分は、
    座席（１６）と、
    乗客を前記座席（１６）内に保持する乗客拘束装置と、
    を有する請求項１乃至９のいずれかに記載の娯楽乗り物用車両。

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