JPH09207768A - 単軌条運搬機の台車支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単軌条運搬機の軌条ルートにおいては、上り
勾配のカーブ地点でレールの捻れが発生し、この捻れに
よって車輪による摩耗、変形が生じていた。 【解決手段】 車輪ユニット4 と台車フレーム5 の連結
部に捻れ方向への回動を付加すると共に、弾性体7 を配
し、レールに捻れがある箇所を通過時には、進行方向左
右の上下方向へ回動して捻れを吸収するとともに、弾性
体7 により、その回動を緩やかに制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願は果樹園等の急傾斜地に
設置して、果実，肥料，薬剤等の運搬に使用されていた
農業用単軌条運搬機より発展した人員輸送及び資機材の
運搬を目的とする大型の単軌条運搬機に関するものであ
る。特には、レール敷設状況および台車の剛体構造故に
生じるカーブ地点通過時の主レールの摩耗，変形を防止
する目的で開発された台車と車輪ユニットの連結構造に
関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】単軌条運搬機の有する
利便性より、送電線鉄塔建設現場への物資輸送や作業員
の輸送には単軌条運搬機が使用される機会が増えつつあ
るが、送電線鉄塔の建設現場は、用地取得の問題、環境
問題などにより急峻な山岳地を選択せざるを得ない状況
にある。そのため、送電鉄塔建設用単軌条運搬機の軌条
敷設ルートは、急傾斜地に上下傾斜又左右カーブが複雑
に連結されている。これは樹木の伐採を可能な限り少な
くするため、また障害物を避けて出来るだけ直線距離を
通過するためでもあり、単軌条運搬機のもつ特長でもあ
った。このような状況で使用されている中で、何点かの
課題も発生してきた。たとえばレールの損傷の問題であ
る。

【０００３】図１３に示すように、初め斜面に対し正面
より上って行き、途中より方向を変え、斜面を斜めに横
切りながら上る場合には、徐々にレールを捻っていき、
台車の中心線が鉛直状態を保って偏荷重が生じないよ
う、レール面の水平状態（現実に上り勾配で水平は有り
得ないが、レール上の運搬車の左右への傾きが生じない
状態を意味する）を維持するのが望ましいものであっ
た。単軌条運搬機は最高速度でも分速５０Ｍ程度であ
り、鉄道の軌道のようにカントを設けると低速の故、カ
ーブ地点で車体が傾き、荷崩れを起こしたり、偏荷重が
発生することによって軌条に悪影響を与えるものであっ
た。単軌条運搬機の前後車輪ユニットは図１２のよう
に、水平（左右）方向と上下方向にのみ回動する構造で
あったため、台車の前後にセットして運行した際、登り
坂で右カーブを通過の際には、進行方向前位置の車輪ユ
ニットの車輪ではレールの断面右上と左下、後ろ位置の
車輪ユニットの車輪では左上と右下、というようにレー
ルの偏摩耗が進行し易いものである。これは前後の車輪
ユニットの位置のレール面が相対的に捻れており、かつ
台車の剛性のためその捻れに対し車輪ユニットが追随で
きないという、中途半端な状態でカーブを通過するた
め、車輪の軸線とレール面が平行とならず、レールの一
角に片寄って車輪が接する状況であり、集中荷重となっ
てレール肩部の異状な摩耗や変形が生じるものである。
また、敷設した軌条の地盤の柔らかい箇所では、台車の
剛性、車輪ユニットの剛性により、レールの少々の捻り
は無視して進行し、車輪ユニット間、また、直前直後の
レールを支える支柱を浮き上がらせる現象も見られた。

【０００４】このような状態が長く続くとレール対角線
位置の偏摩耗だけでなく、レール裏面のラック、車輪の
ピニオン、フランジも摩耗し、最悪脱輪を起すことも考
えられるものであった。また、レールや車輪が摩耗する
のであるから、当然駆動力にもロスが発生しており、重
量物の運搬においては支障が生じる可能性があった。
又、レールが部分損傷すると所定間にわたって取替工事
を行なわなければならず、よって工事に遅延が生じ、ま
た経済的負担が大きいものであった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するため、本願は車輪ユニットと台車フレームの連結部
に、捻れ方向への動きに追随できる構造を付加し、車輪
とレールの正常当接状態を維持し、レールおよび車輪の
偏摩耗、変形等の損傷を防止するものである。また、単
に捻れ方向（進行方向左右の上下方向）への回動を許容
するだけでは、かえって偏荷重の発生を助長する場合も
あるので、その回動最大角を制限するとともに回動速度
を緩和する目的で弾性体を配するものである。具体的に
は、従来用いていた２方向フリージョイントにもう一方
向の回動自由度を与える軸受けを配して台車を軸支し、
３次元方向の回動自由度を得ることによって前後の車輪
ユニット間に生じる捻れを吸収可能とし、台車の水平状
態を保つとともに、レール、また軌条部全体に与える損
傷を防止するものである。

【０００６】また、３次元方向のうち進行方向左右の上
下方向への回動自由度において、弾性体を配することに
より過敏な回動反応を避けるとともに回動限界を設け、
重量物積載時においてカーブ通過時に発生する大モーメ
ントによる過回動を防止して脱輪転覆等の事故を防止す
るものである。弾性体は、使用目的の異なる運搬機によ
って構成を変え対処するものである。つまり、重量の比
較的小さい人員運搬用には硬度９０程度のウレタンのブ
ロックを用いてその押圧弾性によって緩衝し、生コン、
鉄塔部材などを運搬する資機材運搬用では皿バネワッシ
ャの押圧時の収縮弾性を利用するものである。以上の構
成によって車輪およびカーブ地点におけるレールの耐久
性が向上し、前記課題を解決するものである。

【０００７】

【従来の技術】従来は台車フレームと車輪ユニット間
は、図１２に示すように、水平方向と進行方向上下の動
きに追従するように２方向フリージョイントにより回動
自在に連結されていた。よって、左右カーブ（水平方
向），上り下り（上下方向）では、車輪ユニットはレー
ルの延伸方向をトレースし、台車とは異なる動きが可能
である。しかし登り（または下り）で左右へカーブする
地点では先記したように前後の車輪ユニットの動向が異
なり、よって台車に捻れ方向の力が加わるものであっ
た。軌条部、レールのルートは設計段階で最大斜度、最
大曲率が慎重に検討されて設定されており、また台車お
よびその車輪ユニットもその設定に基づいて設計はされ
ているものの、実際のレール敷設現場では岩石があって
支柱が打てない箇所、また、予定外の樹木があってそれ
を避けるために多少のルートのずれが必要な箇所が発生
するものであった。また、敷設当初は設計どおりの施工
がなされていても、地盤の変化、繰り返し通過する重荷
重の資機材運搬機などにより生じる支柱の沈下などで軌
条に予期せぬ捻れが発生すると、車輪ユニットの車輪と
レールの当接状態が設計どうりに行かない箇所も発生す
るものであった。このように、車輪とレールの当接が正
常に行われないと、車輪によってレールが削られる、レ
ールに斜め方向の荷重が加わり続け最終的に断面が菱型
に変形し、レール裏面に設けられたラックの位置がず
れ、車輪のピニオンとの噛合が浅くなる、また噛み合わ
なくなる、車輪のピニオンに偏摩耗が生じ、その状況が
長期間にわたれば折損の可能性がでる、等の課題を有す
るものであった。

【０００８】

【発明の実態の形態】本願は、略コ字状に一方を開放し
たフレーム40の上下に各々２コ配された車輪でレールＲ
を挟持し乗架する車輪ユニット4 上に、水平回動自在な
軸受44を配し、同体的に、または別体に、進行方向前後
と左右方向の上下回動を自在とする軸受46,62 を配す
る。よって３次元方向回動自在なフリージョイント部を
構成し、左右方向の上下回動については、回動限界を設
けるため、また、回動を緩やかに制御するため、車輪ユ
ニット4 、または台車フレーム5 との間に弾性体7 を配
し、弾性体ケース6 に収容して回動時の押圧力を負荷し
制御するものである。弾性体7 は、比較的重量の軽い人
員輸送用の運搬機2 においてはウレタン樹脂のブロック
を左右方向の回動力で押圧する構成とし、重量物を運搬
する資機材運搬用の運搬機においては、皿バネを押圧す
る構成とするとともに、複数の車輪ユニット4 を採用し
て対処する。

【０００９】

【実施例】本願の実施例を詳記すると、レールＲに乗架
する２個の上車輪41と、対応する下位置には下車輪42お
よび駆動車輪43を、略コ字状のフレーム40両端部に軸支
して車輪ユニット4 を構成する。フレーム40の中央上面
には２方向フリージョイント45を設ける。この際、両者
の間に方形の当板64を挟着する形で配し、２方向フリー
ジョイント45と同体的に水平回動可能とする。２方向フ
リージョイント45は、車輪ユニット4 に対し水平方向へ
回動する軸受44と、乗架するレールＲの延伸方向の左右
方向上下へ回動する軸受46を十字に組合わせたもので、
軸受46内には軸63が貫通するものである。当板64の上に
は、略円筒状で、下端部に前記２方向フリージョイント
45を収容する凹部をくり貫いて成形した弾性体7 を載置
する。詳細には、左右方向上下回動の軸受62を避けるた
めのアーチ状のトンネル及び水平方向の回動軸受を収容
する円筒状の窪みを下端に有し、上端には前記トンネル
と直交して後で述べる軸受62を受けるＵ字状の溝を設
け、この溝に直交する細径の溝および側面の穴は、軸受
のグリスニップル用に施すものである。

【００１０】弾性体7 の材質は高度９０程度のウレタン
樹脂であるが、台車1 に負荷される重量の予測によって
硬度の変更は可能なものである。弾性体7 には弾性体ケ
ース6 が被嵌されるとともに、弾性体ケース6 によって
台車1 との結合がなされる。

【００１１】弾性体ケース6 は２方向フリージョイント
45およびそれを覆った弾性体7 を収容すべく、方形の箱
で、上端部にレールの延伸方向前後の上下方向への回動
を許容する軸受62を固定する。先に述べた軸受46はこの
軸受62と直交して軸63を貫装されるものであり、弾性体
ケース6 の前後面にはこのための軸穴61が設けられる。
車輪ユニット4 と弾性体ケース6 との連結は軸穴61、お
よび軸受46を貫通する軸63で、また、弾性体ケース6 と
台車フレーム5 は軸受62に貫通する軸51で連結される。
よって台車1 と車輪ユニット4 は３方向回動自在に連結
されるものである。

【００１２】本願構成の連結構造を用いた単軌条運搬機
が上り勾配で、なおかつカーブした地点にさしかかる
と、一車両のうちでも前後の車輪ユニット4 は異なる動
向を示す。これは前記したよう、勾配に関わらず、レー
ル面を水平に保った状態で敷設すると、登りのカーブで
は捻ったレールを通過することとなり、車輪ユニット4
の左右方向上下の回動が許容されないと、前後の車輪ユ
ニット4 はレール断面の対角線の位置を互いに強く押圧
し、損傷を与えることとなる。本願を採用した構造であ
れば、軸受46によってその回動が許容され、前後の車輪
ユニット4 が逆に回動して課題を解決するものである。
また、このとき状況に応じて他の２方向への回動も随時
行われるものである。また、この回動が急速に行われる
と、台車1 が急に傾き、積載物が荷崩れを起こしたり、
台車1 の脱線、レールの損傷の発生が考えられるので、
弾性体7 がそれを阻止する。車輪ユニット4 がレール面
に沿って移動し、２方向フリージョイント45によって傾
くと台車フレーム5 に連結された軸受62が弾性体7 を押
圧し、その抵抗によって台車の急速な傾きを緩和するも
のである。

【００１３】本願のもう一つの実施例は、先の例に示し
たのと同様な車輪ユニット4 に、水平方向に回動する軸
受44によって略Ｕ字状の受金具8 を軸支する。受金具8
の突出する両片には支持軸81を貫通して両方向へ延伸
し、両片間中央部の支持軸81上には球面軸受82を嵌装す
る。球面軸受82は上位置の台車フレーム5 に固定されて
おり、よって台車1 と支持軸81の間においては、レール
Ｒの延伸方向前後の上下方向、左右の上下方向へ回動自
在となるものである。

【００１４】支持軸81の両端部が位置する台車フレーム
5 には円筒状の弾性体ケース6 を固定し、内部には所定
量の皿バネワッシャ65を配し、下端に押圧板66を固定し
た軸67に連通する。軸67の上端は閉鎖されたケース6 よ
り突出しており、押圧板66に押圧力が加わるとケース6
上端が閉鎖されているため、皿バネワッシャ65は圧縮さ
れ軸67のみ上方へ突出するものである。一対の円筒状の
弾性体ケース6 は対向する下端を互いに切欠され、支持
軸81の両端を受け入れ、押圧板66との接触を許容するも
のである。本実施例における構成は、主として重量物運
搬用の台車に採用されるため、車輪ユニット4 を２組づ
つ重連で用い、１台車につき４車輪ユニットを配するも
のである。

【００１５】登り勾配のカーブ地点を通過する際には、
支持軸81が水平回動するとともに、台車が進行方向に対
し上方へ回動し、また、レール面の捻れに対応して、支
持軸81が弾性体ケース6 内の押圧板66を押し、弾性体で
ある皿バネワッシャ65が収縮して、レール左右方向への
回動を許容するとともに、急激な回動を緩和し回動力の
制御を行うものである。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本願支持構造の採用によっ
て、従来生じていた単軌条運搬機の課題を解決できるも
のである。従来においては、台車と車輪ユニット4 の連
結が水平方向、進行方向の上下方向の２方向に限定され
ていたので、複雑なレールの敷設には対応できかねるも
のであった。よって、登り勾配のカーブ地点等では、台
車の前後の車輪ユニット4 が、レールＲの捻れに対応で
きず、また、台車1 が剛体であるため、どうしてもレー
ルＲに負担がかかり、前後の車輪ユニット4 において、
相対する断面位置のレールが損傷を受けるものであっ
た。そのため、レールＲの取り替え、最悪の場合には、
脱線転覆と、さまざまな課題を有していたものである
が、本願の採用により、そのような課題を解決するもの
である。また、本願の構成であれば、従来構成で運行さ
れている台車であっても比較的容易に改良が可能であ
り、工場へ持ち帰らなくても現場での対応も可能であ
る。これは、従来の構成を示す図１２と本願構成を示す
図５を比較すれば、ほぼ３点の部品追加によって構成の
変更が可能なことからもわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第一実施例の台車支持構造の正面図。

【図２】図１の右側面図。

【図３】本願第一実施例の一部切欠したところの正面
図。

【図４】本願第一実施例の一部切欠したところの右側面
図。

【図５】本願第一実施例の分解斜視図。

【図６】本願第一実施例の斜視図。

【図７】本願第一実施例を用いた人員輸送用の運搬機の
正面図。

【図８】本願第二実施例の台車支持構造の一部切欠した
ところの正面図。

【図９】本願第二実施例の作動状態を示す一部切欠した
ところの正面図。

【図１０】本願第二実施例の分解斜視図。

【図１１】本願第二実施例の斜視図。

【図１２】従来台車支持構造の正面図。

【図１３】主レールの捻れ個所説明図。

【符号の説明】

1 台車 2 人員輸送用の運搬機 4 車輪ユニット 5 台車フレーム 6 ケース 7 弾性体 8 受金具 40 フレーム 41 上車輪 42 下車輪 43 駆動車輪 44,46,62 軸受 45 ２方向フリージョイント 51,63,67 軸 61 軸穴 64 当板 65 皿バネワッシャ 66 押圧板 81 支持軸 82 球面軸受 Ｒ 主レール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単軌条運搬機の台車1 と車輪ユニット4
   の連結構造において、軌条乗架時の台車1 、車輪ユニッ
   ト4 間が、レールＲ面に対し前後の上下方向、水平方
   向、左右の上下方向の３次元方向回動を許容され、なお
   かつ左右の上下方向の回動を弾性体7 により制御されて
   連結構成されたことを特徴とする単軌条運搬機の台車支
   持構造。
2. 【請求項２】 略コ字状に一方を開放したフレーム40の
   上下に各々２個配された車輪でレールを挟持し乗架する
   車輪ユニット4 に、レールの延伸方向の左右方向上下へ
   回動する軸受46および水平方向へ回動する軸受44を配し
   た２方向フリージョイント45を設け、該２方向フリージ
   ョイント45の基部に、同体的に水平回動し、フレーム40
   との間に位置する当板64を設け、該当板64に一端を接す
   る弾性体7 を配して２方向フリージョイント45を覆い、
   弾性体7 を囲む状態の弾性体ケース6 にはレールの延伸
   方向の上下方向へ回動する軸受62を固定して当該軸受62
   を貫通する軸51と台車1 を連結するとともに弾性体7 の
   他端部と当接状態とし、弾性体ケース6 はまた左右方向
   上下へ回動する軸受46を貫通する軸63と連結し、左右方
   向の上下回動を弾性体7 の弾力により制御したことを特
   徴とする単軌条運搬機の台車支持構造。
3. 【請求項３】 略コ字状に一方を開放したフレーム40の
   上下に各々２個配された車輪でレールを挟持し乗架する
   車輪ユニット4 に、水平方向へ回動する受金具8 を設
   け、該受金具8 で支持した支持軸81中央部に球面軸受82
   を配して台車フレーム5 に連結し、レール延伸方向の左
   右方向の上下および前後方向の上下への回動を自在にす
   るとともに、台車フレーム5 の左右位置に弾性体ケース
   6 を配して該ケース6 内に一端を固定した弾性体7 の他
   端を支持軸81両端部と近似当接状態とし、左右方向上下
   への回動をいずれかの弾性体7 に負荷することにより、
   回動力の制御を行うことを特徴とする単軌条運搬機の台
   車支持構造。