WO2018189974A1 - 軌道および軌道走行システム - Google Patents

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田中　正弘
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田中　正弘
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    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B9/00—Tramway or funicular systems with rigid track and cable traction
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B5/00—Rails; Guard rails; Distance-keeping means for them
    • E01B5/02—Rails
    • E01B5/14—Rails for special parts of the track, e.g. for curves

Definitions

  • the present invention relates to a track that is formed on an inclined land and for a vehicle to travel, and a track traveling system that includes a vehicle that travels on the track.
  • an inclined track a vehicle that travels on a track (hereinafter referred to as an inclined track) formed on an inclined ground such as a cable car.
  • an inclined track a vehicle with a seat provided substantially perpendicular to the chassis, such as a normal automobile, is run on such an inclined track, the seat also tilts as the chassis becomes parallel to the track. . Therefore, there has been a problem that the ride comfort is lowered.
  • a conventional cable car or the like is provided such that the seat is inclined with respect to the chassis according to the inclination angle of the track. Yes.
  • the inclination angle of the track changes, the level of the seat cannot be maintained, and the ride comfort may be reduced.
  • a pair of guide rails that are concavely formed in the traveling direction and arranged in parallel are provided, and the vehicle body swings on the guide rails according to the inclination. It is configured to keep the body level.
  • Patent Documents 1 and 2 operate so as to maintain the level of the vehicle body according to the inclination of the track, so that the level of the vehicle body can always be maintained even if the inclination angle changes.
  • control is complicated and the vehicle body becomes expensive.
  • This invention is made in view of the said subject, The objective is to provide the technique of maintaining the level of the vehicle body of the vehicle which drive
  • the present invention includes a vehicle body, a front wheel, and a rear wheel provided at a position different from the front wheel in the width direction of the vehicle body, and the front wheel and the rear wheel include In one preferred embodiment of a track on which a vehicle configured to have the same mounting height travels and is inclined in the traveling direction of the vehicle, the front wheel track on which the front wheel contacts the ground, and the rear A rear wheel track on which a wheel contacts the ground, and the front wheel track and the rear wheel track are arranged side by side in a direction orthogonal to the traveling direction of the vehicle, and when the slope is an uphill, the front wheel track The rear wheel track is formed at a higher position, and when the slope is a downward slope, the front wheel track is formed at a higher position than the rear wheel track, and the front wheel track and the rear wheel track are formed.
  • the difference in height with respect to the angle of inclination and the axis of the front wheel And wheelbase of the axis of the serial rear wheel are determined by.
  • the front wheel track and the rear wheel track formed at a higher position are provided outside in a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle. It has been.
  • the present invention also includes a track traveling system including any one of the above-described tracks and a vehicle including a vehicle body, front wheels, and rear wheels.
  • a track traveling system includes the vehicle, The front wheel and the rear wheel are provided at different positions in the width direction of the vehicle body.
  • the vehicle includes two front wheels and two rear wheels, the distance between the two front wheels, and the two The distance between the two rear wheels is different.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a track 1 provided on an uphill slope and a vehicle 2 traveling on the track 1.
  • the vehicle 2 of the present embodiment is used for transporting a boarded person such as a cable car along an inclined ground.
  • the vehicle 2 includes a vehicle body 21, two front wheels 22, and two rear wheels 23.
  • FIG. 2 is a view of the vehicle 2 as viewed from the bottom.
  • the tread of the front wheels 22 (hereinafter, front tread called) T F
  • the tread of the rear wheel 23 (hereinafter, referred to as the rear tread) and T R, are configured differently. Specifically, it has a T F ⁇ T R.
  • the front wheel 22 and the rear wheel 23 are disposed at different positions in the width direction of the vehicle body 21, and the ground contact position of the front wheel 22 and the ground contact position of the rear wheel 23 are different.
  • the locus of the front wheel 22 and the locus of the rear wheel 23 are different positions. Further, the axial distance (hereinafter referred to as the wheel base) between the axis of the front wheel 22 and the axis of the rear wheel 23 is L.
  • the track 1 includes a front wheel track 11, a rear wheel track 12, and a reference track 13.
  • a drive chain for applying a driving force to the vehicle 2 can be disposed on the reference track 13.
  • an engagement portion that engages with the drive chain may be provided on the bottom surface of the vehicle 2 or the like.
  • another driving force may be applied to the vehicle 2, or a driving device such as a motor or an engine may be provided on the vehicle 2 itself so that the vehicle 2 is allowed to self-run.
  • a current collector may be provided on the bottom surface of the vehicle 2 so that power is received from the trolley line embedded in the reference track 13.
  • the front wheel track 11 is provided at a position higher than the reference track 13, but the front wheel track 11 may be provided at the same height as the reference track 13.
  • the front wheel track 11 and the rear wheel track 12 are provided side by side in a direction orthogonal to the traveling direction of the vehicle 2 (hereinafter referred to as the traveling orthogonal direction). Specifically, the front wheel track 11 is provided on both sides of the reference track 13 in the traveling orthogonal direction, and the rear wheel track 12 is provided outside each front wheel track 11.
  • the vehicle 2 is constructed as towards the rear tread T R is greater than the front tread T F.
  • the width of the front wheel track 11 and the rear wheel track 12 is such that the front wheel 22 of the vehicle 2 is positioned on the front wheel track 11 in accordance with the front tread T F , rear tread T R of the vehicle 2, wheel width, etc.
  • the rear wheel 23 is set so as to be positioned on the rear wheel track 12.
  • the front wheel 22 and the rear wheel 23 can be grounded on the front wheel track 11 and the rear wheel track 12, respectively, and can roll on them.
  • the rear wheel track 12 is provided at a higher position than the front wheel track 11.
  • the rear wheel 23 is lifted during traveling, and the vehicle body 21 is less likely to be lowered rearward.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing how to obtain the height difference d between the front wheel track 11 and the rear wheel track 12 when the vehicle body 21 is horizontal.
  • the height difference d between the front wheel track 11 and the rear wheel track 12 is a distance in a direction perpendicular to the track 1.
  • the inclination angle of the track 1 theta, about the O F of the front wheels 22 in a side view (x F, y F), the center of the rear wheel 23 O R (x R, y R), the radius of the front wheel 22 and rear wheel 23 Let r be r. Further, the origin O is the point where the inclination of the rear wheel track 12 starts.
  • y-coordinate y R of the centers of the y-coordinate y F and the rear wheel 23 of the front wheel 22 can be expressed by the following equations.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the front wheel track 11.
  • a derailing prevention wall 11a for preventing derailment of the wheel is provided upright.
  • a rear wheel track 12 that is higher than the front wheel track 11 is provided on the left side in the drawing, and this contributes to preventing the wheel from falling off.
  • a wheel for preventing the wheel from coming off may be provided on the left side in the drawing.
  • the wheel removal prevention wall can be provided in any one or both of the front wheel track
  • the track 1 shown in FIG. 1 is provided on the up slope, the track 1 can be provided on the down slope as shown in FIG.
  • the front wheel track 11 is provided at a higher position than the rear wheel track 12.
  • the positional relationship in the traveling orthogonal direction between the front wheel track 11 and the rear wheel track 12 is the same for both the upward gradient and the downward gradient.
  • the track 1 may come into contact with the vehicle body 21 of the vehicle 2 if the gradient becomes tight.
  • the lower one of the front wheel track 11 and the rear wheel track 12 is arranged inside the traveling orthogonal direction, the track 1 and the vehicle 2 are less likely to contact each other.
  • the vehicle 2 needs to travel reciprocally without turning around at the turning point.
  • the vehicle 2 includes the two front wheels 22 and the two rear wheels 23.
  • any one of the two wheels may be configured as one wheel.
  • the front wheel track 11 and the rear wheel track 12 may be configured according to the configuration of the wheels.
  • the present invention is applied to a track that travels a vehicle including a vehicle body, a front wheel, and a rear wheel that is provided at a position different from the front wheel in the width direction of the vehicle body, and a track traveling system including these.
  • Can do for example, not only systems for transporting people such as cable cars, but also ramps for wheelchairs and shopping carts (including those that move the raceway), equipment for moving people and goods in large commercial facilities and lodging facilities, etc. It can also be used for playground equipment such as amusement parks.

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Abstract

車両２は、車体２１と、前輪２２と、車体２１の幅方向において前輪２２とは異なる位置に設けられた後輪２３と、を備えている。前輪２２と後輪２３とは同じ高さに取り付けられている。軌道１は、車両２の走行方向に傾斜しており、前輪２２が接地する前輪軌道１１と、後輪２３が接地する後輪軌道１２と、を備えている。前輪軌道１１と後輪軌道１２とは車両２の走行方向に直交する方向に並設されている。傾斜が上り勾配の場合には、前輪軌道１１よりも後輪軌道１２の方が高い位置に形成されている。一方、傾斜が下り勾配の場合には、後輪軌道１２よりも１１前輪軌道の方が高い位置に形成されている。前輪軌道１１と後輪軌道１２との高さの差は、傾斜の角度と、前輪２２の軸と後輪２３の軸との軸距Ｌによって定められている。

Description

軌道および軌道走行システム
　本発明は、傾斜地に形成され、車両が走行するための軌道およびその軌道を走行する車両を含む軌道走行システムに関する。
　従来、ケーブルカー等の傾斜地に形成された軌道（以下、傾斜軌道と称する）を走行する車両が知られている。このような傾斜軌道上を、例えば、通常の自動車のような、車台に対して略垂直に座席が設けられている車両を走行させると、車台が軌道と平行となるに伴い、座席も傾斜する。そのため、乗り心地が低下するという問題があった。このような問題を解決するために、従来のケーブルカー等は特許文献１の図５に示されているように、軌道の傾斜角に応じて、座席を車台に対して傾斜するように設けている。しかしながら、この場合には、軌道の傾斜角が変化すると座席の水平を保つことができなくなり、乗り心地が低下するおそれがある。
　さらに、軌道の傾斜角が変化した場合でも、車台の水平を保つための技術が提案されている。特許文献１の傾斜地走行車両では、人や物を積載する車体を、進行方向と直交する方向の軸を回転軸として回動可能に設けている。この傾斜地走行車両では、軌道の傾斜に応じて車体が水平となるように回動させている。
　また、特許文献２の搬送台車の水平姿勢維持機構では、走行方向に凹型に湾曲形成され、平行に配置された１対のガイドレールを設け、傾斜に応じて車体がガイドレール上を揺動し、車体の水平を保つよう構成している。
特開平６－３４４９４４号公報 特開２０００-２６４１９７号公報
　上述した特許文献１，２の技術では、軌道の傾斜に応じて車体の水平を維持するよう動作するため、傾斜角度が変化しても常に車体の水平を維持することができる。しかしながら、これらの技術では制御が複雑であり、また、車体が高価になる。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で傾斜軌道を走行する車両の車体の水平を維持する技術を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明に係る、車体と、前輪と、当該車体の幅方向において当該前輪とは異なる位置に設けられた後輪と、を備え、当該前輪と当該後輪とが同じ取付高さとなるよう構成された車両が走行する軌道であって、当該車両の進行方向に傾斜している軌道の好適な実施形態の一つでは、前記前輪が接地する前輪軌道と、前記後輪が接地する後輪軌道と、を備え、前記前輪軌道と前記後輪軌道とは前記車両の走行方向に直交する方向に並設され、前記傾斜が上り勾配の場合には、前記前輪軌道よりも前記後輪軌道の方が高い位置に形成され、前記傾斜が下り勾配の場合には、前記後輪軌道よりも前記前輪軌道の方が高い位置に形成され、前記前輪軌道と前記後輪軌道との高さの差は、前記傾斜の角度と、前記前輪の軸と前記後輪の軸との軸距と、によって定められている。
　本発明に係る軌道の好適な実施形態の一つでは、前記前輪軌道と前記後輪軌道とのうち、高い位置に形成されている方は、前記車両の走行方向に直交する方向において外側に設けられている。
　本発明は、上述のいずれかの軌道と、車体と前輪と後輪とを備えた車両と、を備えた軌道走行システムも権利範囲としており、そのような軌道走行システムは、前記車両は、前記車体の幅方向において、前記前輪と前記後輪とが異なる位置に設けられている。
　また、本発明に係る軌道走行システムの好適な実施形態の一つでは、前記車両は、２つの前記前輪と、２つの前記後輪と、を備え、前記２つの前輪間の距離と、前記２つの後輪間の距離とが異なっている。
上り斜面に設置された軌道および車両を表す斜視図である。 車両の底面図である。 前輪軌道と後輪軌道との高低差を求めるための模式図である。 前輪軌道の拡大断面図である。 下り斜面に設置された軌道および車両を表す斜視図である。
　以下に図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。図１は、上り斜面に設けられた軌道１と、その軌道１を走行する車両２と、の概略斜視図である。本実施形態の車両２は、ケーブルカ等のように乗車した人員を傾斜地に沿って運搬するために使用される。
〔車両〕
　図に示すように、車両２は、車体２１，２つの前輪２２，２つの後輪２３を備えている。図２は、車両２を底面から見た図である。図に示すように、前輪２２のトレッド（以下、フロントトレッドと称する）ＴＦと、後輪２３のトレッド（以下、リアトレッドと称する）ＴＲとは、異なるように構成されている。具体的には、ＴＦ＜ＴＲとなっている。換言すると、車体２１の幅方向において、前輪２２と後輪２３とは異なる位置に配置されており、前輪２２の接地位置と後輪２３の接地位置とは異なっている。そのため、車両２を直線走行させた場合には、前輪２２の軌跡と後輪２３の軌跡とは異なる位置となる。また、前輪２２の軸と後輪２３の軸との軸距（以下、ホイールベースと称する）はＬである。
〔軌道〕
　図１に示すように、軌道１は、前輪軌道１１，後輪軌道１２，基準軌道１３を備えている。基準軌道１３には、車両２に駆動力を付与するためのドライブチェーンを配設することができる。この場合、車両２の底面等にドライブチェーンに係合する係合部を設ければよい。当然、車両２に対して他の駆動力を作用させても構わないし、車両２自身にモーターやエンジン等の駆動装置を設けて、車両２を自走させても構わない。車両２にモーターを備える場合には、車両２の底面等に集電器を設け、基準軌道１３埋設されたにトロリー線から電力を受ける構成とすることもできる。なお、本実施形態では、前輪軌道１１は基準軌道１３よりも高い位置に設けているが、前輪軌道１１を基準軌道１３と同じ高さに設けても構わない。
　前輪軌道１１と後輪軌道１２とは、車両２の進行方向に直交する方向（以下、進行直交方向と称する）において、併設されている。具体的には、進行直交方向において、基準軌道１３の両側に前輪軌道１１が設けられ、さらに、各々の前輪軌道１１の外側に後輪軌道１２が設けられている。
　上述したように、車両２はフロントトレッドＴＦよりもリアトレッドＴＲの方が大きくなるように構成されている。また、前輪軌道１１と後輪軌道１２との幅は、車両２のフロントトレッドＴＦ，リアトレッドＴＲ、車輪の幅等に応じて、車両２の前輪２２が前輪軌道１１上に位置し、後輪２３が後輪軌道１２上に位置するように設定されている。これにより、前輪２２および後輪２３はそれぞれ、前輪軌道１１および後輪軌道１２に接地するとともにその上を転動することができる。なお、前輪軌道１１，後輪軌道１２の車輪との接地面には、滑り防止のための凹凸等を形成することも好ましい。この場合、前輪軌道１１と後輪軌道１２の両方に凹凸を形成するのではなく、駆動輪に対応する軌道にのみ凹凸を形成しても構わない。
　また、図１に示すように、上り勾配の軌道１では、前輪軌道１１よりも後輪軌道１２の方が高い位置に設けられている。軌道をこのように構成することにより、走行中に後輪２３が持ち上げられ、車体２１が後下がりになりにくくなっている。
　傾斜した軌道１を走行する際の乗り心地を低下させないためには、車体２１が水平であることが望ましい。図３は、車体２１が水平となるときの前輪軌道１１と後輪軌道１２との高低差ｄの求め方を模式的に表した図である。なお、ここでの前輪軌道１１と後輪軌道１２との高低差ｄは、軌道１に直交する方向における距離である。
　軌道１の傾斜角をθ，側面視における前輪２２の中心をＯＦ（ｘＦ，ｙＦ），後輪２３の中心をＯＲ（ｘＲ，ｙＲ），前輪２２および後輪２３の半径をｒとする。また、後輪軌道１２の傾斜が始まる地点を原点Ｏとしている。このとき、前輪２２の中心のｙ座標ｙＦおよび後輪２３の中心のｙ座標ｙＲはそれぞれ以下の式で表すことができる。
　先ず、前輪２２の中心ＯＦのｙ座標ｙＲと、後輪２３の中心ＯＲのｙ座標ｙＦとは以下の式で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　車両２の車体２１が水平になるとき、ｙＲ＝ｙＦである。したがって、上式より以下の関係が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　両辺にｃｏｓθを乗じ、ｄについて解くと以下のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　したがって、傾斜軌道１の途中で傾斜角θが変化したとしても、前輪軌道１１と後輪軌道１２とを、その高低差ｄ＝Ｌｓｉｎθとなるように構成すれば、車両２の車体２１は水平となる。なお、傾斜角θが変化する前後では、高低差ｄを緩やかに変化させることにより、乗り心地が低下することを抑制することができる。
　図４は、前輪軌道１１の拡大断面図である。前輪軌道１１の走行直交方向の少なくとも一方側には、車輪の脱輪を防止するための脱輪防止壁１１ａが立設されている。この図では、図中左側には前輪軌道１１よりも高い後輪軌道１２が設けられており、これが車輪の脱輪を防止するのに寄与するため、図中左側には脱輪防止壁を設けていないが、図中左側に脱輪防止壁を設けても構わない。なお、図では前輪軌道１１に脱輪防止壁を設けた例を示したが、脱輪防止壁は前輪軌道１１と後輪軌道１２とのいずれか一方、または両方に設けることができる。
　図１に示した軌道１は上り斜面に設けたが、図５に示すように、軌道１は下り勾配にも設けることができる。上り勾配の軌道１を走行した車両２を折り返し地点で転回させて下り勾配を走行させる場合には、前輪軌道１１の方が後輪軌道１２よりも高い位置に設けられる。なお、この実施形態では、前輪軌道１１と後輪軌道１２との走行直交方向における位置関係は上り勾配、下り勾配のいずれにおいても同様である。
　しかしながら、前輪軌道１１と後輪軌道１２とのうち、高い方が走行直交方向の内側に配置されると、勾配がきつくなると車両２の車体２１に軌道１が接触するおそれがある。それに対して、前輪軌道１１と後輪軌道１２とのうち、低い方を走行直交方向の内側に配置すれば、軌道１と車両２とが接触しにくくなる。この場合には、上り時と下り時で、フロントトレッドＴＦとリアトレッドＴＲとの大小関係を逆転させる必要がある。すなわち、車両２は、折り返し地点で転回せず、往復走行させる必要がある。
〔別実施形態〕
（１）上述の実施形態では、車両２は２つの前輪２２と２つの後輪２３を備えていたが、いずれかを１輪とし、３輪車両として構成しても構わない。この場合には、車輪の構成に応じて前輪軌道１１と後輪軌道１２とを構成すればよい。
　本発明は、車体と、前輪と、車体の幅方向において前輪とは異なる位置に設けられた後輪と、を備えた車両を走行させる軌道や、これらから構成される軌道走行システムに利用することができる。例えば、ケーブルカー等の人員を運搬するシステムだけでなく、車椅子や買い物カートが通行するスロープ（軌道面が移動するものを含む），大型商業施設や宿泊施設等内での人員や物品の移動設備，遊園地等の遊具等にも利用することができる。
Ｌ：軸距
１：軌道
１１：前輪軌道
１１ａ：脱輪防止壁
１２：後輪軌道
１３：基準軌道
２：車両
２１：車体
２２：前輪
２３：後輪

 

Claims (4)

  1. 　車体と、前輪と、当該車体の幅方向において当該前輪とは異なる位置に設けられた後輪と、を備え、当該前輪と当該後輪とが同じ取付高さとなるよう構成された車両が走行する軌道であって、当該車両の進行方向に傾斜している軌道において、
    　前記前輪が接地する前輪軌道と、
    　前記後輪が接地する後輪軌道と、を備え、
    　前記前輪軌道と前記後輪軌道とは前記車両の走行方向に直交する方向に並設され、
    　前記傾斜が上り勾配の場合には、前記前輪軌道よりも前記後輪軌道の方が高い位置に形成され、
    　前記傾斜が下り勾配の場合には、前記後輪軌道よりも前記前輪軌道の方が高い位置に形成され、
    　前記前輪軌道と前記後輪軌道との高さの差は、前記傾斜の角度と、前記前輪の軸と前記後輪の軸との軸距と、によって定められている軌道。
  2. 　前記前輪軌道と前記後輪軌道とのうち、高い位置に形成されている方は、前記車両の走行方向に直交する方向において外側に設けられている請求項１記載の軌道。
  3. 　車体と前輪と後輪とを備えた車両と、
    　請求項１または２に記載の軌道と、を備えた軌道走行システムであって、
    　前記車両は、前記車体の幅方向において、前記前輪と前記後輪とが異なる位置に設けられている軌道走行システム。
  4. 　前記車両は、２つの前記前輪と、２つの前記後輪と、を備え、
    　前記２つの前輪間の距離と、前記２つの後輪間の距離とが異なっている請求項３記載の軌道走行システム。
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