TW201420402A - 一種可控速及急轉彎的大眾纜車 - Google Patents

Abstract

本發明為可控速及急轉彎的大眾纜車，適用於大眾運輸。本發明纜車採用二纜索，採用非精密握索器法，會比單一纜索加倍平穏及安全。在車廂中可控制在全速到停車間等各種的速度。可適用轉彎、觀賞、檢視、停車、維修、設站。可採用3人至150人車廂來運轉，適小社區、夜市觀光、支線、幹線、捷運、風景區、山區、跨海使用，可組纜車列車，增加承載量。本發明纜車直線時可高速運轉，將可提升承載量及節省乘車時間，時速百公里以上的技術也是可行，遇急轉彎則需減速。

Description

一種可控速及急轉彎的大眾纜車

本發明係一種可控速及急轉彎的大眾纜車，主要是不只運用於觀光休閒，更可做為大眾運輸，適用大眾乘客，是屬纜車的運輸技術的領域。

按，目前的纜車大多為觀光休閒使用，尤其是建立在交通不便的山區，或是在美好景點的地區。因係觀光，又運量不大，例台北貓纜，採用較新式之單索循環系統，纜速規格每秒6公尺(運行5公尺)，每隔57公尺一車廂，每廂坐8人，每時運量滿載約2500人。

据行政院經濟建設委員會中華民國九十三年三月，出版之「國外高山纜車設置及管理案例之研究」之相關案例，日本之早雲山纜車第一段為早雲山至大涌谷，因為系統老舊於2002年6月更新，採用18人座複式單線自動循環式系統，全長1，512公尺，路線高差287公尺，每小時運量1440人次。第二段為大涌谷駅-桃源台駅間，採用複線循環纜車，速度(秒速)2公尺~2.5公尺，單一車廂載客13，毎小時載客量1440人。另日本之谷川岳纜車之車廂為立式22人，採用複式單線自動循環式系統。複式單線左右的平行雙纜，更平穏而適合所有人搭乘。

該經建會之研究資料指出全世界有最長纜車位於瑞典，從Örträsk至Mensträsk可長達13公里。並指出聯合國永續發展委員會(The UN Commission on Sustainable Development，(CSD)) 曾經針對全世界的山區、能源與交通提出『2001高山議題(Mountain Agenda 2001)』，明白指出纜車在高山運用的三大優勢，1.纜車興建與維護成本遠遠低於山區道路、2.纜車對環境較為友善、3.纜車對於發展地區經濟有正面幫助。因而提出興建纜車有助於全世界山區發展地區觀光，為積極正面的要素，是最適合於高山地區交通與高山旅遊的工具。另查該資料中之多國的纜車，運量最大的系統為策馬特的纜車系統Zermatt-Schwarzsee，每時可達2800人，為車廂型纜車，容量8人，2001開始營運。

另交通部運輸研究所張舜淵、林國顯、蘇振維於中華民國94年11月提出「國內纜車管理、法規與主管權責初探」可做為國內纜車相關法規修正建議的參考。

另本人研究大眾運輸系統，於先前96/03/13發明『應用轉乘乘客來達成列車過站不停的方法』申請在案，申請案號096108658。完全不必更動現有軌道設備的高鐵可以輕易應用轉乘的相關設備及駁車方法的發明。再於96/04/13發明了『一種軌道式交通工具之過站不停且能運輸乘客之方法及其設備』，申請案號096113071。又於96/10/26發明『列車過站不停系統之配套設備』，案號096140397號在案。

高雄捷運通車後，因載運量不足，導致營運虧損。再查台南市之捷運，1990年代即已規畫完成，但礙於財政而未動工。2011年復發明了公車也可以用子母車聯結方式，來達成過站不停可以載運的發明，已能具體呈現，並曾函文台南市政府。此發明也可達每時運量2．8萬人次之中承載。可謂公車捷運或高效能捷運設備。本案並未提出申請專利或發表。

之後發明人又再研發出一種超效能的捷運系統，是為台車式環狀的步道機，並能以多種的組合方式，成為一種直達的載客系統。該系統為首創具超高效能特性，易於建構，比公車之高效能捷運，更具超高的效能，採雙人道之步道機，其滿載量更可達每時運量10萬人之超高承載量，故命名為超效能捷運系統。該案於100年7月6日提出申請發明專利，案號為100123871號。

綜合以上，現有纜車簡單可分兩種。一種是固定的纜索，其上以滑輪吊掛載物，用纜索在遠處拖曳來移動載物，此法在商用上通常採用大車廂，至少搭載數十至數百人。另一種是採用循環纜索，索上以握索器吊掛載物，商用上的載物之車廂，通常為小車廂，由纜椅之二人至二三十人的車廂，載物隨著纜索被移動，到達終點，握索器及吊掛載物被迫離開纜索，另行變慢或停下，讓乘客上下車，而纜索經大車輪定速不停地運轉，轉為逆向而回，形成循環不停，效率較高，每時的承載量較大。

自本人發明之「超效能捷運系統」後，發現纜車有更更多的優點，長距離只需要兩端設柱，而不必全面高架，將會更省事。因而進一步研發，突破現有纜車的限制，而達成纜車成為大眾都可乘坐的運輸的系統，茲將纜車發展成大眾運輸系統後和傳統道路系統作一多方面的比較，將顯示具有很多的優越性。

發明人深知大眾纜車未來的潛力，早已深入研發各種可能的纜車系統，並有很多關鍵技術的突破。本發明為首次纜車案的申請。將會有後續的突破來多案申請。若有其他研發單位想投入本領域，本發明人可一起來配合推動，將可爭取更大的時效，在此加以提示。

一．路面障礙之比較

二．使用土地比較

三.節能比較

四．纜車系統為最節能理由分析表

五．纜車系統為最環保、生態、維持景觀理由分析表

六.安全性比較

現有商用纜車，大部分都是建在交通不便地，作為觀光休閒用，例台北貓空纜車，搭乘人，如高血壓、有懼高症、行動不便者，是否適搭乘要自我檢視。因是單索吊掛，起風較易搖晃。故並非適合所有大眾都適宜搭乘。

因此，發明人想突破上述思惟，想要達成以下目的：

1.本發明要達成的主要目的為，以發明人及了解台灣的工業背景，全部的零組件，在台灣都可自製及掌控，其技術無需依頼外國，並能降低總建造成本。

2.本發明要達成的次主要目的為，任一車廂可在任一處操控其速度，作特定用途，如慢速、轉彎、觀賞、停車、設站等，其 用途更廣泛。

3.本發明可達成的次要目的，具更好的抗風能力，更平穏，更適合大眾搭乘。

4.本發明可達成的又一次要目的，可使纜車直線時，其速度可以快速，大大提升每時的載運量。

5.本發明可達成的又一次要目的，可急轉彎，適應各種街道需要，成為都會纜車。

6.本發明可達成的又一次要目的，所有車輪採用可更換的膠襯，減少磨損及提高纜索的耐用度。

7.本發明可達成的又一次要目的，採用中央總動力提供，比地面各交通工具都要節能。

8.本發明可達成的又一次要目的，具兩獨立纜索，比任何傳統纜車多了一倍的安全保障，更適合幹線、觀光夜市、小社區、觀光區的大眾運輸。

9.本發明可達成的又一次要目的，本系統安全性夠時，運轉可不受天候影響，經濟活動即不受影響，可兼做各種天災的救災用。將會是非常好的公共建設。

10.本發明可達成的最後主要目的，能應用政府研發補助，配合各都會的需求，徵取政府BOT可自償性的公共建設，發展台灣纜車產業後，掌控財權權，可以外銷，提振台灣的經濟。

以下就依請求專利範圍的順序加以說明：

一就請求專利範圍第1項內容：一種更平穏可控速的纜車或不停的纜車列車，其車廂的吊架輪分別依附於一條11固定纜索，及另一條12定速纜索為特徵者。加以詳細說明如下：如【先前技術】所言之日本之早雲山纜車第一段為早雲山至大涌谷，因為系統老舊於2002年6月更新，採用18人座複式單線自動循環式系統，此為車廂吊掛在兩側上方的兩條不斷移動的纜索，比單纜索車廂平穏很多。該系統的缺點為，纜索不停時，即使風景特美的地點，其車廂是無法變慢或停下的。若其中一索斷了，反而危險增加一倍。

請看第一圖：一種平穏可控速的纜車的立體示意圖。為此，本發明採用獨立兩纜索，安全性比單索增加一倍。並使10車廂具更平穏的特性，使11固定纜索被固定於13鬆緊張器及環不動，另一12定速纜索則被14馬達經143傳動皮帶帶動的141起點大轉輪來拉動，並經142終點大轉輪返回。10車廂被15上吊架輪及16下吊架輪相連的17車廂吊架來吊掛，而非固定在12定速纜索上的要精密製造的18握索器(該組件台灣暫無法製造，同時需配合多樣機構才能脫索及握索，還要偵測是否有到定位，其技術層次很高)。傳統商用的18握索器能緊握12定速纜索，使10車廂能被移動。本發明之11固定纜索和12定速纜索以101柱體的102柱體支架來安裝103上支架輪和104下支架輪，使得12定速纜索能順利的定速運轉。

二.就申請專利範圍第2項所述之一種可控速及急轉彎的大眾纜車，其中10車廂的吊架輪(指15及16)具有可控制的刹住性能， 可於纜索系統任何一處依需要由全速至停止間來控制其速度作各種應用，例可觀賞、檢視、停車、維修、設車站等需求為特徵者。請看第四圖，加以詳細說明如下：刹車為現有技術，有很多方式可應用，在10車廂中拉動713鋼線，經過712鋼軟管可使710拉點移動，702刹車支架之703鋼線支點是不動的，應用槓桿原理可使714壓板使715刹車片盒內的716刹車片緊磨72內輪片，可使15上吊架輪或是16下吊架輪停止轉動，其產生的功能如下說明(15或16的713鋼線不能同時作動)。

若是使15上吊架輪減少或停止轉動(此時16下吊架輪的713鋼線不能作動)，就是使10車廂產生刹車而慢速運轉，可以轉彎或是慢速觀賞風景。若是到車站，則可完全停車，讓乘客下車及上車。

若是使16下吊架輪減少或停止轉動(此時15上吊架輪的713鋼線不能作動)，就是使10車廂產生加速前進或是最高速前進。

如此，吊架輪(指15及16)具有可控制的刹住性能時，可於纜索系統任何一處依需要來全速至停止間來控制其速度，可作為各種應用。

再請看第四圖：含刹車的吊架輪剖面圖，該吊架輪(15或16)採用多項零件組合，其中74針狀軸承、73橡膠襯圈、716刹車片為磨耗品，拆缷後可以更換。74針狀軸承為商用產品，由耐負荷的740圓柱珠，741及742柱珠座組合。73橡膠襯圈具耐磨、防振、止滑作用；可使15上吊架輪和11固定纜索及16下吊架輪和12定速纜索以73橡膠襯圈隔開，輪轉動時不會互相磨損，同時刹車具 止滑作用而易於刹車，行進時也具有減振功能。716刹車片被固定715刹車片盒內，如同車輛的來令片，具耐磨，止滑，少發熱作用。

該吊架輪(15或16)組合程序為，17車廂吊架連接710軸心為一體，首先將723內輪墊圈及72內輪片裝入710軸心內，套入74針狀軸承及731輪圈，73橡膠襯圈，724外輪墊圈及720外輪片，以數支722螺絲穿過各零件的之螺絲孔並加以鎖緊。最後以7010吊架輪螺絲鎖緊，並以7012插梢入7011插梢孔，折彎7012插梢後可防7010吊架輪螺絲鬆脫。

正常吊架輪(15或16)高速運轉，左右兩側的732索輪空隙將會相等，即721輪片滑牆不會碰到11固定纜索或12定速纜索或103上支架輪，104下支架輪。但若搖晃時，左右兩邊的732索輪空隙發生變化，則721輪片滑牆將具阻擋作用，使吊架輪(15或16)正常落回正中的位置。也就是可防止吊架輪(15或16)跳出纜索。此種採用先天性的夠安全強度及尺寸的機構，在安全上即不易出問題，會比採用精密的18握索器，需要良好的製造及品管和偵測、控制的繁複等管理程序，會簡化很多。

三.以上就是申請專利範圍第3項所述之一種可控速及急轉彎的大眾纜車，其中車廂的吊架輪具有橡膠襯圈之具有耐磨及易刹車，保有732索輪空隙及721輪片滑牆之安全設計的吊架輪組合之特徵者。加以說明。

四.以下就申請專利範圍第4項所述之一種可控速及急轉彎的大眾纜車，其中12定速纜索以21深溝下壓輪，能使12定速纜索下壓脫離車廂16下吊架輪，形成急轉彎而能運轉之特徵者。說明如下： 請看第二圖：轉彎示意圖，以及第四圖：含刹車的吊架輪剖面圖。21深溝下壓輪其結構和吊架輪(15，16)相同，纜索完全在溝槽內，不容許出軌。12定速纜索通過104下支架輪後，被21深溝下壓輪來下壓，可使12定速纜索形成大角度的轉彎，而能續保持在21深溝下壓輪內不出軌，接著再經211另一深溝下壓輪，而使12定速纜索上升通過另一個104下支架輪，完成12定速纜索達成90度的轉彎，再以直線向前推進。圖中並有10車廂之吊掛示意。其中21深溝下壓輪及211另一深溝下壓輪正確的安裝位置，需依不同位置依現場研判，或在精確的設計時，當可選擇最適切的位置預留安裝孔，在現場再作正確的研判及試車，故有可調的預留空間是必要的。

其中12定速纜索通過104下支架輪後被下壓，水平被22立軌取代來接替，配合彎度需要被固定於23立軌支架。同時11固定纜索經103上支架輪後被固定於13鬆緊器(現有商用產品，未明示)及環，可調整到適宜的張力。在103上支架輪後，水平被22立軌取代來接替，配合彎度需要被固定於23立軌支架。經23立軌支架後續接103上支架輪。如此10車廂的15上吊架輪及16下吊架輪即可順利的完成轉彎的軌道。10車廂經刹車到適合轉彎的速度後，進入在轉彎區段之無動力的22立軌，因無提供動力，磨擦力會造成自然減速，大部份的小轉彎或短程的23立軌，應可跨過無動力的23立軌區，將再被12定速纜索來加速而繼續前進。

若23立軌支架太長或是上坡，或是設站要停車，則要提供10車廂能續走完23立軌支架到達12定速纜索區的動力。該動力可以有多種可選擇應用，其一為車廂附加可充電電池，使103上支 架輪或104下支架輪具馬達可帶動。此為現有電動汽車已有的技術，在此不再多述。其二，如在把轉彎設高處能自動下滑，也可由外力可推送的其他機構，如高壓風力….等等。

本發明此大角度的轉彎，在目前的技術如台北貓空纜的循環式纜索是做不到的，其最大的轉角透過柱體前後的多組支架輪，只能有15度的轉彎。本例在第二圖應用兩個21深溝下壓輪，卻能達成90度內的各種轉彎。使12定速纜索能安全高速運轉不出軌。

因此，本發明很重要的特色及突破，就是採用21深溝下壓輪可以比其他傳統的纜車能更高速運轉，車廂到轉彎前可以減速到離心不致過大的安全程度，此功能已如同地面道路，直線時可以高速前進，轉彎則受限於離心力必須減速。因此本發明可以突破傳統纜車最高速的每秒10公尺速限，只要纜索各股的鋼絲用較細規格會較柔軟，和21深溝下壓輪壓搭配的104下支架輪的直徑要大些，可使轉彎弧度大些，下壓角度不要過彎，即可以提升12定速纜索的運轉速度，例可提升到每秒20公尺或以上，等於時速72公里，該技術該可達成。

至於現有技術在每一101柱體採用多個支架輪，可以達到減振效果，為現有技術，本發明為只用一個代替，可使圖式簡化，在此說明。

五.以上也已說明了如申請專利範圍第5項所述之一種可控速及急轉彎的大眾纜車，其中固定不動的纜索，到達轉彎段，轉換為立軌，導引車廂的吊架輪來達成車廂轉彎之特徵。

六.以下就申請專利範圍第6項所述之一種可控速及急轉彎 的大眾纜車，採用多個車廂聯結運轉之特徵者。以下加以說明：請看第三圖：多個車廂接近可聯結的示意圖，多個10車廂近接在一起之示意，其聯結方法現有技術有很多方式可供採用，例如列車的的聯結法，大卡車之拖車聯結法，在此就不再說明。

一.先就最小型6人車廂觀光夜市社區纜車為例之應用，推估其可能的環境提升及增進經濟繁榮，加以說明：

1.設站點：小社區活動範圍在面積三至五平方公里，人口約在3至6萬人者，區域內人口活動密集處，尤其要有夜市觀光區，其他如學校、醫院、市場、公家機關、商場、大車站、住宅區…等都是可以設站的地點。

2.纜車功能：若站距約400公尺，社區民眾最遠約250公尺即可到達纜車站，約走2至3分鐘，將會非常方便，人人可搭乘。秒速15公尺，每站約30秒可達，若轉彎慢以60秒計，含停車30秒，最密以1.5分一班車計。因無紅燈將比現有公車更快而方便。站距也可更短。若是單向全程若以6公里為環狀，最多可設15站，繞一環到任何站為15至22.5分鐘。將適合社區內之所有通勤。可代替機車、公車、計程車等。

3.方便性考量：若以三分鐘一班車為方便目標，在非尖峰時段可用小車廂6人座車廂，在尖峰時段可用小車廂3輛聯結即有18人座約等同於中型車廂。可具人少時之方便性及人多的密集性調度功能。

4.社區環境品質，所得，財產都可提升：

a.地面車輛減少，空氣品質變好，尢其可改善觀光夜市內的人滿為患的疏散交通。

b.提升社所得：社區內交通更方便，若能取代機車，可替住戶每月減少開支上千元。帶動社區觀光，尤其有夜市觀光，增加外來客觀光消費，帶動社區經濟向上繁榮。

.c.社區的房地產至少上升10%以上。等於該社區居民每人立即增加財富數十數萬元。

5.投資的最高上限推估：

a.票價以公車20元加10元為30元計，比計程車省一半以上，也會比自用機車便宜。現政府在很多地區有採免費公車，故政府財政可以支持，也可採用貼補方式，則民眾可減少負擔，具有政府鼓勵綠能交通產業的政策支持。

b.社區人口以4.5萬人計，若每天有15%人搭乘2次，以1.2萬人計，票價30元，每天可收入54萬元。年收入為1.94億元。

c.若純民營，則觀光票定為100元是適當的，其目標以設定和大眾票收入相等，合計年收入共計3.9億元，三年共計11.7億元。以此當作可投資的最高上限為12億元計。

二.投資人的獲利推估

1.每公里造價推估：總投資12億元/6公里=2億元/公里，此和台北貓空為3多億元/公里相比尚可接受，因貓空在山區，且來回同線。社區纜車單線，易易建設。另國內自建可估低些，尚可接受。

2..各種財務推測

甲.總投資12億元，BOT政府可捐資20%為2.4億元。貸款60%=7.2億元，自有資金12-2.4-7.2=2.4億元。分15年折舊，每年折0.8億元。 每年利息5%為7.2x5%=0.36億元。

乙.每年營收3.9億，營業費不含利息及折舊當作佔30%，則推估營業費用=1.17億元。

丙.每年可獲利=3.9-1.17(營業費用)-0.8(折舊)-0.36(利息)=1.57億元。

3.投資報酬推估，稅前eps=1.57/自有資本2.4X10元=6.54元.

三.開發及建設的經費粗略評估：

1.社區纜車6公里，總造價12億元。若以11億元由公共建設的營建公司承包。

2.營建公司以1億元提供給技術開發公司負責各相關技術的開發至各協力廠商可生產供貨組合。

3.預計營建公司以6.5億元能完成總工程。推估有3.5億元的獲利，並以2至3年完成。

4.技術開發公司預計6千萬元可以完成開發，其中政府研發補助3千萬元。同步在2年內可開發完成，第3年可建設完成。

技術開發公司預估三年要有7000萬元的獲利收入。

四.若台灣想要擁有最具未來戰略的綠色交通的纜車產業，能完全能生根自行開發的纜車產業，為台灣經濟打出一條通路。

1.台灣的總體經濟即投資+消費+淨出口。擴大綠色最有前景的無限大的纜車交通，可自償的公共建設，不增政府財政負擔，又可把投資無限的放大，將可給台灣經濟很大希望。

2.台灣每年總產值近台幣15兆元，若一年可營造投資一千億 元，加相乘效果，即可約帶動經濟成長約1%。

3.若技術開發後，証明可達預期效果，則各大社區都可展開投資，以及進一步的開發長程的纜車幹線，其每年投資經費拉上千億，由各大公建公司來配合推動，對台灣經濟推動將具很大的動力。

4.以上開發投資只是粗略推估，八九不離十，尚需各界的提供寶貴意見，以其能更精準及增加各方的助力，也可減少阻力，而更能順利推動。

五.以上對經濟及營造建設，技術開發的評估，並非一定要在專利文書內表達，為了能提供完整配套的評估及簡要說明，在正式的官方文件中，明確的表達，會更具客觀、可信度、受重視，而更容易推動則是主要的目的。

10‧‧‧車廂

101‧‧‧柱體

102‧‧‧柱體支架

103‧‧‧上支架輪

104‧‧‧下支架輪

11‧‧‧固定纜索

12‧‧‧定速纜索

13‧‧‧鬆緊張器及環

14‧‧‧馬達

141‧‧‧起點大轉輪

142‧‧‧終點大轉輪

143‧‧‧傳動皮帶

15‧‧‧上吊架輪

16‧‧‧下吊架輪

17‧‧‧車廂吊架

18‧‧‧握索器

21‧‧‧深溝下壓輪

211‧‧‧另一深溝下壓輪

22‧‧‧立軌

23‧‧‧立軌支架

7010‧‧‧吊架輪螺絲

7011‧‧‧插梢孔

7012‧‧‧插梢

702‧‧‧刹車支架

703‧‧‧鋼線支點

710‧‧‧拉點

711‧‧‧鋼線螺絲

712‧‧‧鋼軟管

鋼線‧‧‧713

714‧‧‧壓板

715‧‧‧刹車片盒

716‧‧‧刹車片

720‧‧‧外輪片

721‧‧‧輪片滑牆

722‧‧‧螺絲

723‧‧‧內輪墊圈

724‧‧‧外輪墊圈

73‧‧‧橡膠襯圈

731‧‧‧輪圈

732‧‧‧索輪空隙

第一圖：一種平穏可控速的纜車的立體示意圖

第二圖：轉彎示意圖

第三圖：多個車廂接近可聯結的示意圖

第四圖：含刹車的吊架輪剖面圖

10‧‧‧車廂

101‧‧‧柱體

102‧‧‧柱體支架

103‧‧‧上支架輪

104‧‧‧下支架輪

11‧‧‧固定纜索

12‧‧‧定速纜索

13‧‧‧鬆緊張器及環

15‧‧‧上吊架輪

16‧‧‧下吊架輪

17‧‧‧車廂吊架

21‧‧‧深溝下壓輪

211‧‧‧另一深溝下壓輪

22‧‧‧立軌

23‧‧‧立軌支架

Claims (6)

1. 一種可控速及急轉彎的大眾纜車，其車廂的吊架輪分別依附於一條固定纜索，及另一條定速纜索為特徵者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之一種可控速及急轉彎的大眾纜車，其中車廂的吊架輪具有可控制的刹住性能，可於纜索系統任何一處依需要由全速至停止間來控制其速度作各種應用，例可觀賞、檢視、停車、維修、設車站等需求為特徵者。
3. 如申請專利範圍第2項所述之一種可控速及急轉彎的大眾纜車，其中車廂的吊架輪具有橡膠襯圈之具有耐磨及易刹車，保有索輪空隙及輪片滑牆之安全設計的吊架輪組合之特徵者。
4. 如申請專利範圍第1項所述之一種可控速及急轉彎的大眾纜車，其中定速纜索以深溝下壓輪，能使定速纜索下壓脫離車廂下吊架輪，形成急轉彎而能運轉之特徵者。
5. 如申請專利範圍第1項所述之一種可控速及急轉彎的大眾纜車，其中固定不動的纜索，到達轉彎段，轉換為立軌，導引車廂的吊架輪來達成車廂轉彎之特徵者。
6. 如申請專利範圍第1項所述之一種可控速及急轉彎的大眾纜車，採用多個車廂聯結運轉之特徵者。