JP6281839B2

JP6281839B2 - 鉄道用車両走行システム

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Publication number: JP6281839B2
Application number: JP2013250964A
Authority: JP
Inventors: 重樹福田
Original assignee: 重樹福田
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2018-02-21
Anticipated expiration: 2033-12-04
Also published as: JP2015107710A

Description

本発明は、鉄道用車両を軌道に沿って走行させるための鉄道用車両走行システムに関する。

一般的な鉄道用車両走行システムでは、軌道に一対のレールが敷かれ、この軌道に沿って鉄道用車両が走行する。鉄道用走行車両は、車両本体と、この車両本体を支持するための台枠と、台枠に取り付けられた車輪構造とを備えている（例えば、特許文献１参照）。この鉄道用車両としては、駆動機構（例えば、駆動用電動モータ、ディーゼルエンジンなど）を装備した駆動走行車両と、駆動機構を装備していない従動走行車両とがあり、駆動走行車両及び従動走行車両を適宜組み合わせて走行車両列組が編成され、このような走行車両列組でもって走行させている。

このような鉄道用車両走行システムでは、一般的に、一対のレールは鋼鉄から形成され、また車輪構造の車輪も鋼鉄から形成され、鋼鉄製のレール上を鋼鉄製車輪が転がることにより、転がり抵抗が少なくなり、このような摩擦抵抗の少ない状態で鉄道用走行車両が走行される。

近年、鉄道の高速化が進み、鉄道用走行車両の走行速度が速くなると、緊急停止時の制動距離が長くなる。このようなことから、走行車両列組の走行中の安全を確保するために安全管理システムが開発されて運用されている。この安全管理システムでは、走行車両列組の運行状況が管理され、前を走行する走行車両列組にトラブルが発生して緊急停止した場合、後続の走行車両列組が自動的に緊急停止するようにし、このように走行管理することによって、運行中の走行車両列組全ての安全性を確保している。

特開平６−２１９２７３号公報

しかしながら、従来の安全管理システムでは、システムの故障などにより自動制動装置（自動ブレーキ）が作動せず、運転士が目視で危険を察知して手動で緊急制動装置（緊急ブレーキ）を作動させることを想定していなく、それ故に、緊急停止時の制動距離については改善されていない。加えて、安全管理システムが正常に作動している状態では、車両の衝突事故は発生しないとの考えのもとで車両設計されており、それ故に、万一に衝突事故が発生したときには大きな事故となるおそれがある。

本発明の目的は、鉄道用車両の高速化に適し、高速走行中に緊急停止したときにも制動距離を短くすることができる鉄道用車両走行システムを提供することである。

本発明の他の目的は、高速走行のままで衝突事故が発生したときにもその衝撃を吸収して乗客の安全を図ることができる鉄道用車両走行システムを提供することである。

本発明の請求項１に記載の鉄道用車両走行システムは、軌道に沿って走行する鉄道用車両と、前記鉄道用車両を駆動走行させるための駆動機構とを具備し、前記鉄道用車両は、車両本体と、前記車両本体を支持するための台枠と、前記台枠に取り付けられた車輪構造とを備えており、
前記台枠の長手方向中間部に一対の支持体が設けられ、前記一対の支持体は、前記車両本体の右部を支持するための右支持部と、前記車両本体の左部を支持するための左支持部とを備えており、
前記車輪構造は、前記一対の支持体の前記右支持部間に取り付けられた右車輪構造と、前記一対の支持体の前記左支持部間に取り付けられた左車輪構造とを備え、前記右車輪構造は、前記一対の支持体の前記右支持部間に所定範囲にわたって上下方向に移動自在に支持された右車軸支持部材と、前記台枠の右側部に前後方向に延びる旋回軸線を中心として旋回自在に支持された右車軸受け部材と、右車輪が固定された右車軸とを有し、前記右車軸の内側端部が前記右車軸支持部材に回転自在に支持され、その外側端部が前記右車軸受け部材に回転自在に支持され、また前記左車輪構造は、前記一対の支持体の前記左支持部間に所定範囲にわたって上下方向に移動自在に支持された左車軸支持部材と、前記台枠の左側部に前記前後方向に延びる旋回軸線を中心として旋回自在に支持された左車軸受け部材と、左車輪が固定された左車軸とを有し、前記左車軸の内側端部が前記左車軸支持部材に回転自在に支持され、その外側端部が前記左車軸受け部材に回転自在に支持されており、
前記駆動機構は、前記軌道の両側に配設された複数の駆動源を含み、前記複数の駆動源は、駆動モータと、前記駆動モータにより回転駆動される駆動用回転体とを有し、前記軌道の片側に配設された前記複数の駆動源の前記駆動用回転体が前記鉄道用車両の前記台枠の片側に作用し、前記軌道の他側に配設された前記複数の駆動源の前記駆動用回転体が前記鉄道用車両の前記台枠の他側に作用し、前記軌道の片側及び他側の前記複数の駆動源の前記駆動用回転体によって、前記鉄道用車両が前記軌道に沿って走行されることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の鉄道用車両走行システムでは、前記鉄道用車両は、乗客及び／又は貨物を輸送するための第１車両と、衝撃を吸収するための第２車両とから構成され、前記第１及び第２車両を連結して走行車両連結体が構成され、前記走行車両連結体の走行方向前側及び／又は走行方向後側に前記第２車両が連結され、前記鉄道用車両の前記第１車両に、前記一対の支持体に関する構成並びに前記車輪構造の前記右車輪構造及び前記左車輪構造に関する構成が適用されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の鉄道用車両走行システムでは、前記走行車両連結体の走行方向中間領域に乗客・貨物ゾーンが配設され、前記乗客・貨物ゾーンに複数台の第１車両が連結され、また前記走行車両連結体の走行方向前領域及び後領域に前衝撃吸収ゾーン及び後衝撃吸収ゾーンが配設され、前記前衝撃吸収ゾーン及び前記後衝撃吸収ゾーンに複数台の第２車両が連結されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載の鉄道用車両走行システムでは、前記第１車両は、相互に横方向に旋回自在に連結された前車両部及び後車両部からなる連結車両から構成され、前記前車両部及び前記後車両部の走行方向中間部に前記車輪構造の前記右車輪構造及び前記左車輪構造が配設され、前記連結車両が走行方向に複数連結されることを特徴とする。

更に、本発明の請求項５に記載の鉄道用車両走行システムでは、前記軌道の片側に配設された前記複数の駆動源の前記駆動用回転体とその他側に配設された前記複数の駆動源の前記駆動用回転体とは、前記走行方向に一致して又は千鳥状に配設されていることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の鉄道用車両走行システムによれば、軌道に沿って走行する鉄道用車両は、車両本体と、車両本体を支持するための台枠と、台枠に取り付けられた車輪構造とを備え、またこの鉄道車両を駆動走行させるための駆動機構は、軌道の両側に配設された複数の駆動源を含み、軌道の片側に配設された複数の駆動源の駆動用回転体が鉄道用車両の台枠の片側に作用し、軌道の他側に配設された複数の駆動源の駆動用回転体が鉄道用車両の台枠の他側に作用するので、これら駆動用回転体からの駆動力を受けて鉄道用車両を高速で走行させることができる。また、また鉄道用車両の台枠に作用する駆動用回転体を回転制御することによって大きな制動力を発生させて急ブレーキを掛けることができ、これにより、緊急停止時の制動距離を抑えることができる。例えば、鉄道用車両の前進走行中（又は後進走行中）に走行方向の回転速度を低下させることによって、鉄道用車両に制動力を作用させることができ、それらの回転速度を急激に低下させることによって、大きな制動力を得ることができる。
また、台枠を支持する一対の支持体は、車両本体の右部及び左部を支持するための右支持部及び左支持部を有し、これら右支持部間及び左支持部間に右車輪構造及び左車輪構造の右車軸支持部材及び左車軸支持部材が取り付けられ、右車軸及び左車軸の内側端部が右車軸支持部材及び左車軸支持部材に回転自在に支持され、それらの外側端部が台枠の左側部及び右側部に支持された右車軸受け部材及び左車軸受け部材に回転自在に支持されているので、右車輪及び左車輪が固定された右車軸及び左車軸を安定して支持することができる。
更に、右車輪構造及び左車輪構造の右車軸支持部材及び左車軸支持部材が一対の支持体の右支持部及び左支持部間に所定範囲にわたって上下方向に移動自在に支持され、またそれらの右車軸受け部材及び左車軸受け部材が台枠の右側部及び左側部にて前後方向に延びる旋回軸線を中心として旋回自在に支持されているので、右車軸及び左車軸はかかる旋回軸線を中心として上下方向に揺動自在に支持することができる。

また、本発明の請求項２に記載の鉄道用車両走行システムによれば、鉄道用車両は、乗客及び／又は貨物を輸送するための第１車両と、衝撃を吸収するための第２車両とから構成されているので、衝突時などにおいては第２車両が破損してその衝撃を吸収し、これによって、第１車両で輸送する乗客及び／又は貨物の安全を図ることができる。また、走行車両連結体の走行方向前側に第２車両を連結することによって、走行方向前側から衝突した際の衝撃を所要の通りに吸収することができ、また走行方向後側に第２車両を連結することによって、後側から衝突された際の邀撃を所要の通りに吸収することができる。更に、鉄道用車両の第１車両に、一対の支持体に関する構成並びに車輪構造の右車輪構造及び左車輪構造に関する構成が適用されているので、この第１車両を安定させて走行させることができる。

また、本発明の請求項３に記載の鉄道用車両走行システムによれば、走行車両連結体の前領域に前衝撃吸収ゾーンが設けられ、その後領域に後衝撃吸収ゾーンが設けられ、また前衝撃吸収ゾーンと後衝撃吸収ゾーンの間の中間領域に乗客・貨物ゾーンが設けられているので、前衝撃吸収ゾーンの第２車両及び後衝撃吸収ゾーンの第２車両によって、乗客・貨物ゾーンの第１車両を衝突時の衝撃などから守ることができる。

また、本発明の請求項４に記載の鉄道用車両走行システムによれば、第１車両が相互に横方向に旋回自在に連結された前車両部及び後車両部からなる連結車両から構成され、前車両部及び後車両部の走行方向中間部に車輪構造の右車両構造及び左車両構造が配設されているので、軌道が曲がっていても安定して走行することができる。

更に、本発明の請求項５に記載の鉄道用車両走行システムによれば、軌道の片側に配設された複数の駆動源の駆動用回転体とその他側に配設された複数の駆動源の駆動用回転体とは、走行方向に一致して又は千鳥状に配設されているので、複数の駆動源の駆動用回転体からの駆動力を鉄道用車両の台枠の両側にバランス良く伝えて安定して走行させることができる。

本発明に従う鉄道用車両走行システムの一実施形態の一部を簡略的に示す側面図。図１の鉄道用車両走行システムにおける走行車両連結体の第１車両を簡略的に示す側面図。図１の鉄道用車両走行システムの一部を簡略的に示す平面図。図１の鉄道用車両走行システムの駆動機構の一部及びそれに関連する構成を示す側面図。図１の鉄道用車両走行システムにおける軌道切換ポイント領域の構成を示す平面図。図２におけるＶＩ−ＶＩ線による断面図。鉄道用車両走行システムにおける第１車両の他の形態を簡略的に示す側面図。図７の第１車両を簡略的に示す平面図。図１の鉄道用車両走行システムにおける第２車両の台枠及びこれに取り付けられた車輪構造を示す断面図。図９の第２車両の台枠及び車輪構造の一部を拡大して示す部分拡大断面図。

以下、添付図面を参照して、本発明に従う鉄道用車両走行システムの一実施形態について説明する。図１〜図４において、図示の鉄道用車両走行システムは、軌道２に沿って走行する鉄道用車両４と、この鉄道用車両４を駆動走行させるための駆動機構６とを備え（図１及び図２において駆動機構６を省略して示す）、駆動機構６が軌道２側に設けられている。この実施形態では、鉄道用車両４は、乗客を輸送するための第１車両８と、衝突時の衝撃を吸収するための第２車両９とから構成され、これらの第１車両８及び第２車両９が所要の通りに連結されて走行車両連結体３を構成する（図１参照）。

走行車両連結体３の走行方向、即ち矢印１０で示す方向の前領域Ｆには第２車両９が配設され、図示しないが、この走行方向の後領域にも第２車両９が配設され、前領域Ｆと後領域との間の中間領域Ｍが設けられ、この中間領域Ｍに第１車両８が配設される。この例では、前領域Ｆには複数台（例えば、４台）の第２車両９が連結され、これら第２車両９は走行車両連結体３の前衝撃吸収ゾーンとして機能する。また、図示していないが、後領域には複数台（例えば、４台）の第２車両９が連結され、これら第２車両９は走行車両連結体３の後衝撃吸収ゾーンとして機能する。更に、中間領域Ｍには複数台（例えば、８〜１６台）の第１車両８が連結され、これら第１車両８が乗客・貨物ゾーンとして機能する。尚、この形態では、乗客・貨物ゾーンの前側に前衝撃吸収ゾーンを設け、その後側に後衝撃吸収ゾーンを設けているが、このような構成に限定されず、前衝撃吸収ゾーン及び後衝撃吸収ゾーンのいずれか一方を設けることによって所望の効果を達成することができる。また、前領域Ｆ及び後領域に連結する第２車両９の台数については衝突時の安全性などを考慮して適宜設定することができ、また中間領域Ｍに連結する第１車両８の台数についても乗客数などを考慮して適宜設定することができる。

次に、走行車両連結体３の第１車両８について説明する。この形態では、走行車両連結体３の乗客・貨物ゾーンにおいては、複数の第１車両８が矢印１０で示す走行方向（前進方向）に連結手段１２を介して連結されている。各第１車両８は、前側に位置する前車両部１４と及び後側に位置する後車両部１６ならなる連結車両から構成され、前車両部１４及後車両部１６が連結部１８を介して相互に横方向に旋回自在に連結されている。尚、連結部１８としては、明確に図示していないが、前車両部１４に取り付けられた前連結部材と後車両部１６に連結された後連結部材とを連結ピンを介して相互に旋回自在に連結したものを用いることができる。

この形態では、第１車両８の前車両部１４及び後車両部１６は、実質上同一の構成であり、車両フレームとしての台枠２０と、この台枠２０に後述する如く支持された車両本体２２と、台枠２０に後述する如く取り付けられた車輪構造２４とを備えている。車両本体２２は箱状に形成され、例えば客車両である場合、図示していないが、客車両の床となる床構造、乗客が座る椅子、乗り降りするときに開閉されるドア、窓部材などが取り付けられる。尚、台枠２０及び車輪構造２４については後述する。

図示の駆動機構４は、軌道２の両側に配設された複数の駆動源２６（２６ａ，２６ｂ）を含み、軌道２の片側、例えば矢印１０で示す走行方向に見て右側（図３において上側）に配設された複数の駆動源２６ａは、走行車両連結体３（第１車両８及び第２車両９）の台枠２０の右側部に作用し、この軌道２の他側、例えば上記走行方向に見て左側（図３において下側）に配設された複数の駆動源２６ｂは、走行車両連結体３（第１車両８及び第２車両９）の台枠２０の左側部に作用する。

この実施形態では、片側の複数の駆動源２６ａは、軌道２に沿ってその片側に実質上等間隔をおいて配設され、また他側の複数の駆動源２６ｂは、軌道２に沿ってその他側に実質上等間隔をおいて配設され、片側の駆動源２６ａと他側の駆動源２６ｂとは横方向（走行方向に対して垂直な方向であって、図２において上下方向）に一致して配設されており、このように配設することによって、片側の駆動源２６ａと他側の駆動源２６ｂとが走行車両連結体３（この形態では、第１車両８の前車両部１４及び後車両部１６並びに第２車両９）にバランスよく安定して作用し、走行車両連結体３を軌道２に沿って高速で走行させることができる。

複数の駆動源２６（２６ａ，２６ｂ）は、実質上同一の構成であり、図４、図８及び図９に示すように、駆動モータ２８と、この駆動モータ２８の出力軸３０（図８及び図９参照）に取り付けられた駆動用回転体３２とを備え、軌道２の片側の駆動源２６ａの駆動用回転体３２が走行車両連結体３（第１車両８及び第２車両９）の台枠２０の右側部（具体的には、右駆動作用部３４）に作用し、この軌道２の他側の駆動源２６ｂの駆動用回転体３２が走行車両連結体３（第１車両８及び第２車両９）の台枠２０の左側部（具体的には、左駆動作用部３６）に作用し、右駆動作用部３４及び左駆動作用部３６は、走行車両連結体３（第１車両８及び第２車両９）の実質上全長にわたって設けられている。

このように構成されているので、片側の駆動源２６ａが所定方向に、他側の駆動源２６ｂの駆動モータ２８が所定方向と反対方向に回動されると、それらの駆動用回転体３２は前進方向に回動され、走行車両連結体３は前進方向（即ち、矢印１０で示す方向）に走行する。また、上述とは反対に、片側の駆動源２６ａが所定方向と反対方向に、他側の駆動源２６ｂの駆動モータ２８が所定方向に回動されると、それらの駆動用回転体３２は後進方向に回動され、走行車両連結体３は後進方向（即ち、矢印１０で示す方向と反対方向）に走行する。更に、前進方向走行中（又は後進方向に走行中）に片側の駆動源２６ａの所定方向（又は所定方向と反対方向）の回転速度を低下させるとともに、他側の駆動源２６ｂの駆動モータ２８の所定方向と反対方向（又は所定方向）の回転速度を低下させると、鉄道用車両４に制動力を作用させることができ、それらの回転速度を急激に低下させることによって、大きな制動力を得ることができ、走行速度が遅い場合、これら駆動源２６の回転速度を走行方向と反対方向に回動させるようにすることもできる。

このような鉄道用車両走行システムでは、走行車両連結体３の第１車両８の長さは、例えば４０〜６０ｍ程度に、またその前車両部１４及び後車両部１６の長さは、例えば２０〜３０ｍ程度にすることができ、更に、その第２車両９の長さは、例えば２０〜３０ｍ程度にすることができる。これに対応して、軌道２側の駆動源２６ａ，２６ｂは、例えば１〜６ｍ程度の間隔に配設され、第１車両８の前車両部１４及び後車両部１６並びに第２車両９の片側に３〜３０個程度の駆動源２６ａが作用し、それらの他側に３〜３０個の駆動源２６ｂが作用するように構成することができる。

軌道の分岐部は、例えば、図５に示すように構成される。図５に示す例では、軌道２Ａは主軌道４２と、この主軌道４２から分岐する分岐軌道４４とを有し、主軌道４２は、図５の右から左に直線状に延び、分岐軌道４４は、主軌道４２の一部から図５において左下側に延びている。上述したと同様に、主軌道４２の片側（図５において上側）においては、軌道２の長手方向に沿って実質上等間隔をおいて複数の駆動源２６ａが配設され、その他側（図５において下側）には、軌道２Ａの実質上等間隔をおいて複数の駆動源２６ｂが配設され、分岐軌道４４との接続部においては、走行車両連結体３との干渉を避けるために長手方向（図５において左右方向）に間隔Ｌ１にわたって駆動源２６ｂが省略されている。

また、分岐軌道４４の片側（図５において上側）には、上述したと同様に、実質上等間隔をおいて複数の駆動源２６ａ’が配設され、分岐軌道４４の他側（図５において下側）にも、実質上等間隔をおいて複数の駆動源２６ｂ’が配設され、分岐軌道４４の片側における複数の駆動源２６ａ’は、走行車両連結体３との干渉を避けるために長手方向に間隔Ｌ２、幅方向（図５において上下方向）に間隔Ｗにわたって駆動源２６ａが省略されている。尚、分岐軌道４４の他側の駆動源２６ｂ’は、主軌道４２の他側における複数の駆動源に実質上連続して間隔をおいて配設される。

このように構成されているので、走行車両連結体３（第１車両８及び第２車両９）が軌道２Ａの主軌道４２を走行するときには、主軌道４２の複数の駆動源２６ａが走行車両連結体３の片側部、即ち右駆動作用部３４（図８参照）に作用するとともに、その複数の駆動源２６ｂが走行車両連結体３の他側部、即ち左駆動作用部３８（図８参照）に作用し、これらの駆動源２６ａ，２６ｂからの駆動力によって走行車両連結体３は主軌道４２上を前進方向及び／又は後進方向に走行する。

また、この走行車両連結体３が主軌道４２から分岐軌道４４（又は分岐軌道４４から主軌道４２）に向けて走行するときには、主軌道４２及び分岐軌道４４の複数の駆動源２６ａ，２６ａ’が走行車両連結体３の片側部に作用するとともに、それらの複数の駆動源２６ｂ，２６ｂ’が走行車両連結体３の他側部に作用し、これら駆動源２６ａ，２６ａ’，２６ｂ，２６ｂ’からの駆動力によって、走行車両連結体３は主軌道４２及び分岐軌道４４上を前進方向及び／又は後進方向に走行する。

次に、図６を参照して、走行車両連結体３における第１車両８の前車両部１４（後車両部１６）について説明すると、図示の前車両部１４（後車両部１６）の台枠２０は、前車両部１４（後車両部１６）の底部形状に対応して略矩形状であり、この台枠２０の長手方向（図５において紙面に垂直な走行方向）中間部に、上記長手方向に間隔をおいて一対の支持体４６（図６において一方のみ示す）が設けられている。一対の支持体４６は、前車両部１４（後車両部１６）の右部５２を支持するための右支持部４８と、その左部５４を支持するための左支持部５０とを備え、一対の支持体４６の右支持部４８間に車輪構造５６の右車輪構造５６ａが取り付けられ、それらの左支持部５０間に左車輪構造５６ｂが取り付けられている。

支持体４６の右支持部４８は、台枠２０から垂直上方に延びる右主支持部５８と、台枠２０の右側部から右主支持部５８の上端部に上方に傾斜して延びる右上傾斜部６０と、台枠２０の右側部から右主支持部５８の中間部に上方に傾斜して延びる右中間傾斜部６２とを有し、またその左支持部５０は、台枠２０から垂直上方に延びる左主支持部６４と、台枠２０の左側部から左主支持部６４の上端部に上方に傾斜して延びる左上傾斜部６６と、台枠２０の左側部から左主支持部６４の中間部に上方に傾斜して延びる左中間傾斜部６８とを有している。

一対の支持体４６の右支持部４８と左支持部５０とは接続体７０を介して接続されている。図示の接続体７０は、一対の支持体４６の右支持部４８における右主支持部５８間を接続する右接続部７２と、それらの左支持部５０における左主支持部６４間を接続する左接続部７４を有し、これら右接続部７２及び左接続部７４が複数の連結接続部７６（図６において一つのみを示す）を介して連結接続されている。このことに関連して、一対の支持体４６の右支持部４８における右主支持部５８（及び接続体７０の右接続部７２）、それらの左支持部５０における左主支持部６４（及び接続体７０の左接続部７４）、台枠２０及び接続体７０の連結接続部７６が、車両本体２２の長手方向（即ち、走行方向）中間部にて略矩形状の空間７８を規定し、かかる空間７８内に車両本体２２の客室間を連通する通路枠部材８０が配置され、この通路枠部材８０が、乗客が移動するための移動通路８２を規定する。また、接続体７０の右接続部７２及び左接続部７４の上端面には、それらの長手方向（図５において紙面に垂直な方向）に間隔をいて複数の空気ダンパ８４，８６が設けられ、これら空気ダンパ８４，８６を介して車両本体２２が支持される。

次いで、車輪構造２４について説明すると、右車輪構造５６ａは右車軸８８を備え、この右車軸８８に右車輪９０が固定されている。右車軸８８の内側端部は、右車軸支持部材９２に回転自在に支持され、この右車軸支持部材９２の一端側が、一方の支持体４６の右主支持部５８に上下方向に所定範囲にわたって移動自在に支持され、その他端側が他方の支持体４６の右主支持部５８に上下方向に所定範囲にわたって移動自在に支持されている。また、一対の支持体４６の右主支持部５８の下部には、取付ピン９４を介してばね受け部材９６が取り付けられ、各ばね受け部材９６と右車輪支持部材９２の端部との間にばね部材９８が介在されている。また、右車軸８８の外側端部は、右車軸受け部材１００に回転自在に支持され、この右車軸受け部材１００が、台枠２０の右側部に前後方向（図６において紙面に垂直な方向）に延びる旋回軸線を中心として旋回自在に支持され、右車軸８８は、上記旋回軸線を中心として上下方向に揺動自在である。

また、左車輪構造５６ｂは、上述した右車輪構造５６ａと同様であり、その構成を概説すると、次の通りである。左車輪構造５６ｂは左車軸１０２を備え、この左車軸１０２に左車輪１０４が固定されている。左車軸１０２の内側端部は、左車軸支持部材１０６に回転自在に支持され、この右車軸支持部材１０６の一端側が、一方の支持体４６の左主支持部６４に所定範囲にわたって移動自在に支持され、その他端側が他方の支持体４６の左主支持部６４に所定範囲にわたって移動自在に支持されている。また、一対の支持体４６の左主支持部６４の下部には、取付ピン１０８を介してばね受け部材１１０が取り付けられ、各ばね受け部材１１０と左車輪支持部材１０６の端部との間にばね部材１１２が介在されている。また、左車軸１０２の外側端部は、左車軸受け部材１１４に回転自在に支持され、この左車軸受け部材１１４が、台枠２０の左側部に前後方向に延びる旋回軸線を中心として旋回自在に支持されている。

この実施形態では、右車軸８８及び左車軸１０２の先端部に発電機１１６が取り付けられている。また、軌道２（２Ａ）には、一対のレール、即ち右レール１１８及び左レール１２０が敷設され、鉄道用車両２（複数の走行連結車両体８）の右車輪９０が右レール１１８上を走行し、その左車輪１０４が左レール１２０上を走行し、かかる走行により右車輪９０（即ち、右車軸８８）及び左車輪１０４（即ち、左車軸１０２）が回転すると、発電機１１６により発電が行われ、発電により生じた電力が走行連結車両体２の電気系統で消費される。

また、台枠２０に設けられた右駆動作用部３４及び左駆動作用部３６は、実質上同一の構成であり、以下右駆動作用部３４（左駆動作用部３６）について説明する。右駆動作用部３４（左駆動作用部３６）は、駆動用回転体３２により駆動される被駆動部材３５を備え、この被駆動部材３５は、駆動用回転体３２が作用する本体部３３を備え、この本体部３３の上端側部には外側に向けて上方に傾斜する上傾斜部３７が設けられ、またその下端側部には外側に向けて下方に傾斜する下傾斜部３９が設けられ、これら本体部３３、上傾斜部３７及び下傾斜部３９によって駆動用回転体３２を受け入れる受け凹部を規定する。

台枠２０の右側部（左側部）には長手方向（図６において紙面に垂直な方向）に間隔をおいて支持部４１が設けられ、これら支持部４１に被駆動部材３５が取り付けられている。このように構成することにより、被駆動部材３５が弾性変形可能となり、軌道２がカーブしていた場合に、軌道２のカーブに沿って被駆動部材３５が弾性変形するようになり、その結果、カーブを走行するときにも駆動用回転体３２からの駆動力が被駆動部材３５に伝達され、走行車両連結体３に走行駆動力を伝達させながら軌道２のカーブに沿って所要の通りに走行させることができる。

次に、図７及び図８を参照して、走行車両連結体の第１車両の他の実施形態について説明する。尚、以下の実施形態において、上述した実施形態と実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

図７及び図８において、図示の走行車両連結体の第１車両８Ａは、相互に連結された前車両部１４Ａ及び後車両部１６Ａから構成され、この前車両部１４Ａ及び後車両部１６Ａの車輪構造２４Ａ及びこれに関連する構成について修正が施され、この他の構成は、上述した実施形態と実質上同一である。

前車両部１４Ａ及び後車両部１６Ａの車輪構造２４Ａ及びこれに関連する構成について概説すると、この形態の車輪構造２４Ａの右車輪構造及び左車輪構造は実質上同一の構成であり、以下、図７に一部示された左車輪構造５６Ａについて説明する。左車輪構造５６Ａ（右車輪構造）は、二つの左車輪１０４（右車輪）を備え、このことに関連して、図示していないが、上述したと同様の構成の三つの支持体、即ち前支持体、中間支持体及び後支持体が設けられる。左車輪構造５６Ａ（右車輪構造）の前側の左車輪１０４（右車輪）及びこれに関連する構成要素、例えば左車軸支持部材（右車軸支持部材）などは、前支持体と中間支持体との間に配置され、また左車輪構造５６Ａ（右車輪構造）の後側の左車輪１０４（右車輪）及びこれに関連する構成要素、例えば左車軸支持部材（右車軸支持部材）などは、中間支持体と後支持体との間に配置され、各左車輪１０４（右車輪）を支持する構造は、上述した実施形態と実質上同一である。

このような第１車両８Ａの前車両部１４Ａ及び後車両部１６Ａは、左右の車輪１０４を二つずつ備えているので、大きな荷重を支持することが可能となり、例えば多くの乗客を輸送する乗客用車両、或いは重量の大きい貨物を運搬する貨物用車両に好都合に適用することができる。

次いで、図９及び図１０を参照して、走行車両連結体３の第２車両９について説明する。図９及び図１０において、この形態では、第２車両１６の台枠２０Ｂは、水平に両側に延びる中間支持枠部１２０と、中間支持枠部１２０から両側に向けて下方に傾斜して延びる右傾斜部１２２及び左傾斜部１２４と、右傾斜部１２２及び左傾斜部１２６から外側に延びる右側端部１２６及び左側端部１２８とを有し、右側端部１２６に右駆動作用部３４が設けられ、左側端部１２８に左駆動作用部３６が設けられ、軌道２の片側に沿って配設された駆動源２６ａの駆動回転体３２が台枠２０Ｂの右駆動作用部３４に作用し、またその他側に沿って配設された駆動源２６ｂの駆動回転体３２が台枠２０Ｂの左駆動作用部３６に作用する。

この形態では、台枠２０Ｂの中間支持枠部１２０の両端部にばね受け部材１３０が設けられ、これらばね受け部材１３０にばね部材１３２を介して空気ダンパ１３４が装着され、かかる空気ダンパ１３４を介して車両本体２２Ｂの床構造１３６（その一部を簡略的に示す）が支持されている。この第２車両９は、衝突時の際に破損して衝撃を吸収するためのものであり、衝撃吸収効果を高めるために、車両本体２２Ｂ内は衝撃吸収用の空間となっているとともに、車両本体２２Ｂ自体も第１車両８に比して強度が弱く、衝撃の際に壊れやすくなっている。

この第２車両９では、台枠２０Ｂの右傾斜部１２２に右車輪手段１５２が取り付けられ、その左傾斜部１２４に左車輪手段１５４が取り付けられている（図９参照）。即ち、台枠２０Ｂの右傾斜部１２２には、横方向（図９及び図１０において左右方向）内側に向けて下方に傾斜する右車軸１３６が固定され、この右車軸１３６に軸受１４０を介して右車輪９０Ｂが回転自在に支持され、右車軸１３６及び右車輪９０Ｂなどが右車輪手段１５２を構成する。また、同様に、台枠２０Ｂの左傾斜部１２４には、横方向内側に向けて下方に傾斜する左車軸１３８が固定され、この左車軸１３８に軸受を介して左車輪１０４Ｂが回転自在に支持され、左車軸１３８及び左車輪１０４Ｂなどが左車輪手段１５４を構成する。

右車軸９０Ｂ及び左車軸１０４Ｂが傾斜していることに関連して、右車輪９０Ｂ及び左車輪１０４Ｂの周面は、右レール１１８及び左レール１２０の上面に水平に接触するようにテーパ状（具体的には、先端に向けて外径が漸減するテーパ状）に形成され、このように構成することによって、右車輪９０Ｂ及び左車輪１０４Ｂの先端部に脱輪防止用環状フランジ１４２が設けられている。右車輪９０Ｂの脱輪防止用環状フランジ１４２は、右レール１１８の上部内側面に作用し、また左車輪１０４Ｂの脱輪防止用環状フランジ１４２は、左レール１２０の上部内側面に作用し、このように作用することによって、第１車両９が左右のレール１１８，１２０から脱輪するのを防止する。

以上、本発明に従う鉄道用車両走行システムの実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。

例えば、上述した実施形態では、軌道２（２Ａ）の片側に配設された複数の駆動源２６ａ（２６ａ’）とその他側に配設された複数の駆動源２６ｂ（２６ｂ’）とを横方向（鉄道用車両４の幅方向）に一致して配設しているが、このような構成に限定されず、片側に配設された複数の駆動源２６ａ（２６ａ’）とその他側に配設された複数の駆動源２６ｂ（２６ｂ’）とを横方向に千鳥状に配設するようにしてもよく、このように配設しても、上述したと同様に鉄道用車両４を軌道２（２Ａ）に沿って安定して高速走行させることができる。

２軌道
３走行車両連結体
４鉄道用車両
６駆動機構
８第１車両
９第２車両
１４，１４Ａ前車両部
１６，１６Ａ後車両部
２４車輪機構
２０，２０Ｂ台枠
２４車輪機構
２６，２６ａ，２６ａ’，２６ｂ，２６ｂ’ 駆動源
４６支持体
５６，５６ａ，５６ｂ車輪機構
９０，９０Ｂ，１０４，１０４Ｂ車輪

Claims

軌道に沿って走行する鉄道用車両と、前記鉄道用車両を駆動走行させるための駆動機構とを具備し、前記鉄道用車両は、車両本体と、前記車両本体を支持するための台枠と、前記台枠に取り付けられた車輪構造とを備えており、
前記台枠の長手方向中間部に一対の支持体が設けられ、前記一対の支持体は、前記車両本体の右部を支持するための右支持部と、前記車両本体の左部を支持するための左支持部とを備えており、
前記車輪構造は、前記一対の支持体の前記右支持部間に取り付けられた右車輪構造と、前記一対の支持体の前記左支持部間に取り付けられた左車輪構造とを備え、前記右車輪構造は、前記一対の支持体の前記右支持部間に所定範囲にわたって上下方向に移動自在に支持された右車軸支持部材と、前記台枠の右側部に前後方向に延びる旋回軸線を中心として旋回自在に支持された右車軸受け部材と、右車輪が固定された右車軸とを有し、前記右車軸の内側端部が前記右車軸支持部材に回転自在に支持され、その外側端部が前記右車軸受け部材に回転自在に支持され、また前記左車輪構造は、前記一対の支持体の前記左支持部間に所定範囲にわたって上下方向に移動自在に支持された左車軸支持部材と、前記台枠の左側部に前記前後方向に延びる旋回軸線を中心として旋回自在に支持された左車軸受け部材と、左車輪が固定された左車軸とを有し、前記左車軸の内側端部が前記左車軸支持部材に回転自在に支持され、その外側端部が前記左車軸受け部材に回転自在に支持されており、
前記駆動機構は、前記軌道の両側に配設された複数の駆動源を含み、前記複数の駆動源は、駆動モータと、前記駆動モータにより回転駆動される駆動用回転体とを有し、前記軌道の片側に配設された前記複数の駆動源の前記駆動用回転体が前記鉄道用車両の前記台枠の片側に作用し、前記軌道の他側に配設された前記複数の駆動源の前記駆動用回転体が前記鉄道用車両の前記台枠の他側に作用し、前記軌道の片側及び他側の前記複数の駆動源の前記駆動用回転体によって、前記鉄道用車両が前記軌道に沿って走行されることを特徴とする鉄道用車両走行システム。
前記鉄道用車両は、乗客及び／又は貨物を輸送するための第１車両と、衝撃を吸収するための第２車両とから構成され、前記第１及び第２車両を連結して走行車両連結体が構成され、前記走行車両連結体の走行方向前側及び／又は走行方向後側に前記第２車両が連結され、前記鉄道用車両の前記第１車両に、前記一対の支持体に関する構成並びに前記車輪構造の前記右車輪構造及び前記左車輪構造に関する構成が適用されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道用車両走行システム。
前記走行車両連結体の走行方向中間領域に乗客・貨物ゾーンが配設され、前記乗客・貨物ゾーンに複数台の第１車両が連結され、また前記走行車両連結体の走行方向前領域及び後領域に前衝撃吸収ゾーン及び後衝撃吸収ゾーンが配設され、前記前衝撃吸収ゾーン及び前記後衝撃吸収ゾーンに複数台の第２車両が連結されていることを特徴とする請求項２に記載の鉄道用車両走行システム。
前記第１車両は、相互に横方向に旋回自在に連結された前車両部及び後車両部からなる連結車両から構成され、前記前車両部及び前記後車両部の走行方向中間部に前記車輪構造の前記右車輪構造及び前記左車輪構造が配設され、前記連結車両が走行方向に複数連結されることを特徴とする請求項２に記載の鉄道用車両走行システム。
前記軌道の片側に配設された前記複数の駆動源の前記駆動用回転体とその他側に配設された前記複数の駆動源の前記駆動用回転体とは、前記走行方向に一致して又は千鳥状に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道用車両走行システム。