(57)【要約】【課題】限られた広さの敷地において台車を高速で走行させることが可能な走行装置及び試験装置を提供する。【解決手段】走行装置は、水平面に沿った床部に設けられる直線部と、前記直線部の少なくとも一方の端部に接続され前記端部よりも上方に湾曲する曲線部を有するレールと、前記レール上を走行可能な走行部を有する台車と、少なくとも前記直線部において前記台車が所定速度で走行するように前記走行部を制御する制御部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面に沿った床部に設けられる直線部と、前記直線部の少なくとも一方の端部に接続され前記端部よりも上方に湾曲する曲線部を有するレールと、
前記レール上を走行可能な走行部を有する台車と、
少なくとも前記直線部において前記台車が所定速度で走行するように前記走行部を制御する制御部と
を備える走行装置。
【請求項２】
前記曲線部は、前記直線部の両方の端部にそれぞれ配置される
請求項１に記載の走行装置。
【請求項３】
前記曲線部は、前記直線部から上方に向けて曲率が大きくなるように形成される
請求項１又は請求項２に記載の走行装置。
【請求項４】
前記レールに沿って配置され、前記台車の走行方向とは異なる方向への前記台車の変位を抑制する変位抑制部を更に備え、
前記台車は、前記変位抑制部に沿って転動するガイドローラ部を有する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の走行装置。
【請求項５】
前記ガイドローラ部は、前記変位抑制部からの力を弾性力によって受ける弾性部を有する
請求項４に記載の走行装置。
【請求項６】
前記変位抑制部は、前記レールの全体に亘って設けられる
請求項４又は請求項５に記載の走行装置。
【請求項７】
前記変位抑制部は、前記レールに沿って配置され前記水平面に沿った第１案内面が設けられる第１ガイド部を有し、
前記ガイドローラ部は、前記第１ガイド部の前記第１案内面の下方に配置され前記第１ガイド部に沿って転動する第１ローラを有する
請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の走行装置。
【請求項８】
前記変位抑制部は、前記台車に配置され前記水平面に対して垂直な第２案内面が設けられる第２ガイド部を有し、
前記ガイドローラ部は、前記第２ガイド部に対して前記台車側に配置され前記第２ガイド部に沿って転動する第２ローラを有する
請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の走行装置。
【請求項９】
前記レールは、前記曲線部の上側の端部に接続され当該曲線部の上側の端部よりも上方に向けて延びる直立部を有する
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の走行装置。
【請求項１０】
前記台車の走行状態を検出する検出センサを更に備える
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の走行装置。
【請求項１１】
前記検出センサは、前記台車の速度を検出する速度センサ及び前記台車が前記レールの所定位置を通過したことを検出する位置センサのうち少なくとも一方を含む
請求項１０に記載の走行装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記検出センサの検出結果に基づいて、前記直線部において前記台車を加減速させるように前記走行部を制御する
請求項１０又は請求項１１に記載の走行装置。
【請求項１３】
前記レールを収容し、前記台車の走行環境を調整する建屋を更に備える
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の走行装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の走行装置と、
前記台車に設けられ、所定の試験体を保持した状態で前記試験体を前記床部に接触させる接触姿勢と、前記床部から離す離隔姿勢との間で移動可能な試験体移動装置と
を備える試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行装置及び試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動源により台車を駆動して走行させる走行装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２３９０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、上記のような走行装置において、台車を高速で走行させることが求められる。一方で、このような走行装置を設置するために広大な敷地を確保することは、敷地の管理や費用の面で容易ではない。したがって、限られた広さの敷地において台車を高速で走行させることが求められる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、限られた広さの敷地において台車を高速で走行させることが可能な走行装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る走行装置は、水平面に沿った床部に設けられる直線部と、前記直線部の少なくとも一方の端部に接続され前記端部よりも上方に湾曲する曲線部を有するレールと、前記レール上を走行可能な走行部を有する台車と、少なくとも前記直線部において前記台車が所定速度で走行するように前記走行部を制御する制御部とを備える。
【０００７】
従って、往路として直線部から走行してくる台車は、重力に逆らうように曲線部を上昇して走行を停止する。その後、復路として重力によって曲線部を下降して直線部を往路とは逆方向に走行する。このように、直線部から走行してくる台車の運動エネルギーを曲線部において位置エネルギーに変換して蓄積させ、位置エネルギーを運動エネルギーに変換して直線部を逆方向に走行させることができる。このため、例えば直線部を逆方向に走行する台車を、曲線部を下降させながら加速させておくことで、直線部の距離を長くしなくても台車を高速で走行させることができる。このため、限られた広さの敷地において台車を高速で走行させることが可能な走行装置が得られる。
【０００８】
また、前記曲線部は、前記直線部の両方の端部にそれぞれ配置されてもよい。
【０００９】
従って、直線部の両側において、台車の運動エネルギーと位置エネルギーの変換及び蓄積を行うことができる。このため、台車を往復させることで、より高速で走行させることができる。また、台車を減速又は制動させる際、減速又は制動が正常に働かない場合であっても、直線部の両側で台車を往復させることにより、台車とレールとの摩擦力によって台車の速度を徐々に低下させることができる。このため、台車が壁面等のレール周辺の構造物と衝突することを回避できる。また、台車を往復させることができるため、台車を初期位置から走行させた後、台車を初期位置に戻すことが容易となる。
【００１０】
また、前記曲線部は、前記直線部から上方に向けて曲率が大きくなるように形成されてもよい。
【００１１】
従って、直線部から曲線部に進入する際、台車に対して移動方向に垂直な方向の力が急激に作用することを抑制できる。
【００１２】
また、前記レールに沿って配置され、前記台車の走行方向とは異なる方向への前記台車の変位を抑制する変位抑制部を更に備え、前記台車は、前記変位抑制部に沿って転動するガイドローラ部を有してもよい。
【００１３】
従って、走行方向とは異なる方向への台車の変位を抑制できるため、台車の走行状態を安定させることができる。
【００１４】
また、前記ガイドローラ部は、前記変位抑制部からの力を弾性力によって受ける弾性部を有してもよい。
【００１５】
従って、台車の振動を抑制することができるため、台車の走行状態をより安定させることができる。
【００１６】
また、前記変位抑制部は、前記レールの全体に亘って設けられてもよい。
【００１７】
従って、レールの全体に亘って、台車の走行状態を安定させることができる。
【００１８】
また、前記変位抑制部は、前記レールに沿って配置され前記水平面に沿った第１案内面が設けられる第１ガイド部を有し、前記台車は、前記第１ガイド部の前記第１案内面の下方に配置され前記第１ガイド部に沿って転動する第１ローラを有してもよい。
【００１９】
従って、レールの走行面に垂直な方向についての台車の変位を効率的に抑制できるため、台車の走行状態を安定させることができる。
【００２０】
また、前記変位抑制部は、前記台車に前記水平面に対して垂直な第２案内面が設けられる第２ガイド部を有し、前記台車は、前記第２ガイド部に対して前記台車側に配置され前記第２ガイド部に沿って転動する第２ローラを有してもよい。
【００２１】
従って、台車の走行方向の側方についての変位を効率的に抑制できるため、台車の走行状態を安定させることができる。
【００２２】
また、前記レールは、前記曲線部の上端部に接続され当該上端部よりも上方に向けて延びる直立部を有してもよい。
【００２３】
従って、台車の運動エネルギーと位置エネルギーの変換及び蓄積を行う領域を、曲線部の上側に更に設けることができる。これにより、より大きなエネルギーの変換及び蓄積を行うことができる。
【００２４】
また、前記台車の走行状態を検出する検出センサを更に備えてもよい。
【００２５】
従って、台車の走行状態を容易に検出することができ、例えば検出結果を用いて制御を行うことが可能となる。
【００２６】
また、前記検出センサは、前記台車の速度を検出する速度センサ及び前記台車が前記直線部、前記曲線部及び前記直立部の所定位置を通過したことを検出する位置センサのうち少なくとも一方を含んでもよい。
【００２７】
従って、台車の速度及び台車が通過した位置を容易に検出することができ、例えば検出結果を用いて制御を行うことが可能となる。
【００２８】
また、前記制御部は、前記検出センサの検出結果に基づいて、前記直線部において前記台車を加減速させるように前記走行部を制御してもよい。
【００２９】
従って、台車の走行状態に応じて走行部を制御することができるため、台車の走行状態を高精度に調整可能となる。
【００３０】
また、前記レールを収容し、前記台車の走行環境を調整する建屋を更に備えてもよい。
【００３１】
従って、レールが建屋により収容され、台車の走行環境が建屋において調整されるため、所望の走行環境で台車を走行させることができる。
【００３２】
本発明に係る試験装置は、上記の走行装置と、前記台車に設けられ、所定の試験体を保持した状態で前記試験体を前記床部に接触させる接触姿勢と、前記床部から離す離隔姿勢との間で移動可能な試験体移動装置とを備える。
【００３３】
従って、限られた広さの敷地において台車を高速で走行させることが可能な走行装置を用いて試験体の試験を行うことができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、限られた広さの敷地において台車を高速で走行させることが可能な走行装置及び試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、走行装置の一例を示す正面図である。
【図２】図２は、走行装置の一例を示す平面図である。
【図３】図３は、台車の一例を示す正面図である。
【図４】図４は、台車の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、走行装置を用いた走行動作の一例を示す図である。
【図６】図６は、走行装置を用いた走行動作の一例を示す図である。
【図７】図７は、走行装置を用いた走行動作の一例を示す図である。
【図８】図８は、走行装置を用いた走行動作の一例を示す図である。
【図９】図９は、走行装置を用いた走行動作の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、走行装置を用いた走行動作の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、変形例に係る走行装置を示す図である。
【図１２】図１２は、変形例に係る走行装置を示す図である。
【図１３】図１３は、変形例に係る走行装置の一部を示す図である。
【図１４】図１４は、試験装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る走行装置及び試験装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００３７】
本実施形態では、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。当該ＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な床部Ｆに平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面において台車２０の走行方向をＸ方向と表記し、ＸＹ平面上でＸ方向に直交する方向をＹ方向と表記する。ＸＹ平面に垂直な方向はＺ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００３８】
図１は、走行装置１００の一例を示す正面図である。図２は、走行装置１００の一例を示す平面図である。図１及び図２に示すように、走行装置１００は、レール１０と、台車２０と、制御部３０と、建屋４０とを備える。
【００３９】
レール１０は、例えばＹ方向に２本並んで配置されるが、これに限定されず、Ｙ方向に１本又は３本以上配置されてもよい。レール１０は、直線部１１と、曲線部１２と、直立部１３とを有する。
【００４０】
直線部１１は、水平面に沿った床部Ｆに設けられる。より具体的には、直線部１１は、水平面に平行な床部Ｆの凹部Ｆａ内に配置される。凹部Ｆａには、底部Ｆｂ及び側部Ｆｃが設けられる。底部Ｆｂは、床部Ｆに平行である。直線部１１は、底部Ｆｂに支持され、Ｘ方向に直線状に延びている。
【００４１】
曲線部１２は、直線部１１の両側の端部に接続され、上方に湾曲する。曲線部１２は、第１曲線部１２Ａと、第２曲線部１２Ｂとを有する。第１曲線部１２Ａは、直線部１１の一方の端部（例えば、図１及び図２における左側の端部）に接続される。第２曲線部１２Ｂは、直線部１１の他方の端部（例えば、図１及び図２における右側の端部）に接続される。第１曲線部１２Ａ及び第２曲線部１２Ｂは、左右対称である点を除いて、形状及び寸法等の諸元が同様となっている。以下の説明において、第１曲線部１２Ａ及び第２曲線部１２Ｂの両者を区別しない場合、単に曲線部１２と表記する。
【００４２】
直立部１３は、曲線部１２の上側の端部に接続され上方（例えば、＋Ｚ方向）に向けて延びる。なお、直立部１３は、Ｚ方向に対して傾いた方向に延びる構成であってもよい。直立部１３は、第１直立部１３Ａと第２直立部１３Ｂとを有する。第１直立部１３Ａは、第１曲線部１２Ａの上側の端部に接続される。第２直立部１３Ｂは、第２曲線部１２Ｂの上側の端部に接続される。第１直立部１３Ａ及び第２直立部１３Ｂは、左右対称である点を除いて、形状及び寸法等の諸元が同様となっている。以下の説明において、第１直立部１３Ａ及び第２直立部１３Ｂの両者を区別しない場合には、単に直立部１３と表記する。
【００４３】
曲線部１２の曲径は、直線部１１との接続部分（曲径ｒ１）から、直立部１３との接続部分（曲径ｒ２）に向けて徐々に小さくなっている。したがって、曲線部１２は、直線部１１から直立部１３に向けて曲率が大きくなるように形成される。
【００４４】
走行装置１００は、位置センサ１４を有する。位置センサ１４は、台車２０がレール１０上の直線部１１、曲線部１２及び直立部１３の所定位置を通過したことを検出する。位置センサ１４は、例えば光学式センサである。位置センサ１４は、台車２０の軌道に向けてＹ方向に検出光を照射し、検出光の光量の変化を検出する構成とすることができる。この場合、台車２０が検出光を遮ることで、検出光の光量が減少するため、台車２０の通過を検出可能となる。なお、位置センサ１４は、他の種類のセンサであってもよい。
【００４５】
位置センサ１４は、例えば直線部１１と曲線部１２との境界部分に配置することができる。位置センサ１４は、第１曲線部１２Ａ側に配置される位置センサ１４と、第２曲線部１２Ｂ側に配置される第２位置センサ１４Ｂとを含む。第１位置センサ１４Ａ及び第２位置センサ１４Ｂの両者を区別しない場合、単に位置センサ１４と表記する。位置センサ１４の検出結果は、例えば制御部３０に送信される。なお、曲線部１２と直立部１３との境界部分に位置センサ１４を配置してもよい。
【００４６】
走行装置１００は、変位抑制部１５（図４等参照）を有する。変位抑制部１５は、レール１０に沿って配置され、台車２０の走行方向とは異なる方向への台車２０の変位を抑制する変位抑制部１５は、第１ガイド部１６と、第２ガイド部１７とを有する。
【００４７】
第１ガイド部１６及び第２ガイド部１７は、レール１０に沿って設けられる。第１ガイド部１６は、床部Ｆの凹部Ｆａの底部Ｆｂに配置される。第２ガイド部１７は、台車２０の走行方向の側方に配置される。例えば、第２ガイド部１７は、床部Ｆの凹部Ｆａの側部Ｆｃに配置される。
【００４８】
図３は、台車２０の一例を示す正面図である。図４は、台車２０の一例を示す断面図である。図３及び図４に示すように、台車２０は、レール１０に沿って走行する。台車２０は、本体部２１と、走行部２２と、ガイドローラ部２３と、速度センサ２４とを有する。
【００４９】
本体部２１は、２本のレール１０に跨って配置される板状のベース部材２１ａを含む。本体部２１は、走行部２２、ガイドローラ部２３及び速度センサ２４の各部を支持する。
【００５０】
走行部２２は、レール１０に沿って走行可能である。走行部２２は、走行車輪２２ａと、駆動部２２ｂと、不図示の制動部とを有する。走行車輪２２ａは、ベース部材２１ａからレール１０側に突出し、レール１０の走行面１０ａに沿って転動する。走行面１０ａは、レール１０のうち走行部２２に面する部分である。
【００５１】
駆動部２２ｂは、例えばモータ等の駆動源と、当該駆動源の駆動力を走行車輪に伝達する回転軸２２ｃ（図４参照）等の伝達機構とを有する。台車２０がリニアモータ機構の二次側となる場合、駆動部２２ｂに代えて、例えば永久磁石等が設けられる。台車２０がリニアモータ機構の一次側となる場合、駆動部２２ｂとして、例えばコイル等が設けられる。
【００５２】
ガイドローラ部２３は、第１ローラ２６及び第２ローラ２７を有する。第１ローラ２６は、第１ガイド部１６と底部Ｆｂとの間に配置される。第１ローラ２６は、第１ガイド部１６のうち底部Ｆｂ側の第１案内面１６ａに沿って転動する。第１ローラ２６は、連結部材２６ａを介してベース部材２１ａに連結される。この構成により、レール１０の走行面１０ａに垂直な方向についての台車２０の変位が効率的に抑制されるため、台車２０の走行状態の安定化を図ることができる。なお、第１ローラ２６は、弾性部材を介して連結部材２６ａに支持されてもよい。この場合、第１ローラ２６と第１ガイド部１６の第１案内面１６ａとの間の衝撃が弾性部材により吸収されるため、台車２０の走行状態の更なる安定化を図ることができる。
【００５３】
第２ローラ２７は、台車２０のうち走行方向の両側（＋Ｙ側、−Ｙ側）に配置される。第２ローラ２７は、それぞれ第２ガイド部１７の第２案内面１７ａに沿って転動する。第２ガイド部１７の第２案内面１７ａは、それぞれ凹部Ｆａの内側に向けて配置される。第２ローラ２７は、連結部材２７ａを介してベース部材２１ａに連結される。この構成により、走行方向の側方についての台車２０の変位が効率的に抑制されるため、台車２０の走行状態の安定化を図ることができる。なお、台車２０の走行方向の両側部のうち一方の配置される第２ローラ２７は、弾性部材を介して連結部材２７ａに支持されてもよい。この場合、第２ローラ２７と第２ガイド部１７の第２案内面１７ａとの間の衝撃が弾性部材により吸収されるため、台車２０の走行状態の更なる安定化を図ることができる。
【００５４】
第１ガイド部１６及び第２ガイド部１７は、レール１０の全体に亘って設けられる。本実施形態において、第１ガイド部１６及び第２ガイド部１７は、直線部１１、曲線部１２及び直立部１３の全体に亘って設けられる。このため、台車２０は、曲線部１２及び直立部１３を走行する場合において、曲線部１２及び直立部１３から脱落することを抑制できる。また、直線部１１、曲線部１２及び直立部１３の全体に亘って設けられるため、直線部１１、曲線部１２及び直立部１３を跨ぐ場合においても滑らかに台車２０が走行可能となる。
【００５５】
速度センサ２４は、台車２０の走行速度を検出する。速度センサ２４は、例えば台車２０のベース部材２１ａに取り付けることができる。なお、速度センサ２４は、台車２０の他の部位に取り付けられてもよい。速度センサ２４の検出結果は、例えば制御部３０に送信されるようになっている。
【００５６】
制御部３０は、台車２０の走行状態を制御する。制御部３０は、例えば予め設定される台車２０の走行プログラム等に応じて、台車２０の走行部２２を制御する。この場合、駆動部２２ｂ及び制動部を制御することにより、台車２０の速度を調整する。制御部３０は、位置センサ１４及び速度センサ２４等の検出センサの検出結果に基づいて、直線部１１において台車２０を加速させるように走行部２２を制御する。直線部１１において台車２０を加速させることにより、台車２０を精度よく加速させることができる。
【００５７】
建屋４０は、レール１０を収容し、台車２０の走行環境を調整する。建屋４０は、直線部分４１と、曲線部支持部４２と、直立部分４３とを有する。直線部分４１は、レール１０の直線部１１を収容する。直線部分４１には、環境検出センサ４１ａ及び環境調整部４１ｂを有する。環境検出センサ４１ａは、直線部分４１内の気温、湿度、床部Ｆの湿潤状態等、台車２０の走行環境を検出する。環境調整部４１ｂは、環境検出センサ４１ａの検出結果に基づいて、直線部分４１内における台車２０の上記の走行環境を調整する。
【００５８】
曲線部支持部４２は、例えば床部Ｆ上に組み立てられ、レール１０の曲線部１２を支持する。曲線部支持部４２により支持されることで、台車２０からの遠心力に対して変形等することなく受けることが可能となっている。直立部分４３は、レール１０の直立部１３に沿ってＺ方向に設けられる。
【００５９】
このように、レール１０が建屋４０に収容されることにより、台車２０の走行環境が屋外の天候、気温、湿度等に影響されることなく、独立して設定することが可能となっている。
【００６０】
次に、上記のように構成された走行装置１００を用いた走行動作について説明する。図５から図１０は、走行装置１００を用いた走行動作の一例を示す図である。まず、建屋４０内の走行環境を所定の環境に調整する。走行環境を調整後、図５に示すように、台車２０を直線部１１の所定の初期位置ＰＳに配置する。台車２０を配置した後、制御部３０は、所定のタイミングで台車２０の走行部２２を制御し、台車２０を走行させる。制御部３０は、台車２０に搭載される速度センサ２４、レール１０に沿って配置される位置センサ１４等の検出結果に基づいて、台車２０の速度を調整する。制御部３０は、台車２０が直線部１１を走行している間に台車２０を加速させるようにする。
【００６１】
直線部１１を走行する台車２０は、直線部１１から第１曲線部１２Ａに進入する。第１曲線部１２Ａに進入した台車２０は、第１曲線部１２Ａ及び第１直立部１３Ａにおいて反転動作を行う。反転動作において、台車２０は、台車２０の総質量及び速度から算出される運動エネルギーの大きさに応じて、第１曲線部１２Ａ及び第１直立部１３Ａに沿って上方に上っていく。台車２０が第１曲線部１２Ａ及び第１直立部１３Ａに沿って上方に上っていく過程で、台車２０の運動エネルギーが位置エネルギー等に変換される。台車２０の全ての運動エネルギー２０が位置エネルギー等に変換された場合、図６に示すように、例えば第１直立部１３Ａにおいて台車２０の上昇が停止する。なお、台車の運動エネルギー次第では、第１曲線部１２Ａの途中で停止する場合もある。このときの床部Ｆからの台車２０の高さｈ１は、台車２０の総質量と、第１曲線部１２Ａに進入した時点での台車２０の速度（運動エネルギー）とにより求められる。なお、台車２０の運度エネルギーの一部は、レール１０と台車２０の走行部２２との摩擦による熱エネルギー等に変換されるため、当該熱エネルギー等を考慮する。
【００６２】
台車２０が停止した場合、制御部３０は、台車２０を加速させないようにする。これにより、台車２０は、重力により第１直立部１３Ａ及び第１曲線部１２Ａに沿って下方に移動する。この場合、台車２０に設けられる第１ローラ２６が第１ガイド部１６の第１案内面１６に引っ掛かった状態で第１案内面１６上を転動するため、台車２０がレール１０から脱落することなく、かつ台車２０がレール１０上を走行可能となる。台車２０が下方に移動する際、台車２０の位置エネルギーが運動エネルギーに変換される。図７に示すように、台車２０が直線部１１に到達する場合、台車２０の全ての位置エネルギーが運動エネルギー等に変換される。
【００６３】
制御部３０は、台車２０が直線部１１を走行する間、台車２０の走行状態を制御する。例えば、台車２０が所定の速度に到達していない場合、制御部３０は、台車２０を加速させる。その結果、台車２０が所定の速度に到達した場合、制御部３０は、台車２０の速度を一定として直線部１１を走行するように台車２０の走行速度を制御する。
【００６４】
一方、図８に示すように、例えば台車２０が直線部１１の端部（＋Ｘ側の端部）に到達した時点で台車２０が所定の速度に到達していない場合、制御部３０は、第２曲線部１２Ｂ及び第２直立部１３Ｂにて上記の反転動作を再度行う。
【００６５】
この場合、反転動作において、第２曲線部１２Ｂに進入した台車２０は、台車２０の総質量及び速度から算出される運動エネルギーの大きさに応じて、第２曲線部１２Ｂに沿って上方に上っていく。台車２０が第２曲線部１２Ｂに沿って上方に上っていく過程で、台車２０の運動エネルギーが位置エネルギー等に変換される。台車２０の全ての運動エネルギーが位置エネルギー等に変換された場合、図９に示すように、例えば第２直立部１３Ｂにおいて台車２０の上昇が停止する。このときの床部Ｆからの台車２０の高さｈ２は、台車２０の総質量と、第２曲線部１２Ｂに進入した時点での台車２０の速度（運動エネルギー）とにより求められる。第１曲線部１２Ａ及び第１直立部１３Ａにおける反転動作時と比べて、直線部１１において台車２０が加速されているため、高さｈ２は、高さｈ１に比べて高くなる。
【００６６】
台車２０が停止した場合、制御部３０は、上記同様、台車２０を加速させないようにする。これにより、台車２０は、台車２０がレール１０から脱落することなく、重力によって第２直立部１３Ｂ及び第２曲線部１２Ｂに沿って下方に移動する。台車２０が下方に移動する際、台車２０の位置エネルギーが運動エネルギーに変換される。台車２０が直線部１１に到達する場合、台車２０の全ての位置エネルギーが運動エネルギー等に変換される。その後、台車２０が直線部１１を＋Ｘ方向に走行する場合に、制御部３０は、台車２０をさらに加速させることができる。このように、曲線部１２及び直立部１３において反転動作を行うことで、直線部１１を往復しつつ当該直線部１１において台車２０を加速させることができる。このため、直線部１１の長さ方向のスペースが限られた環境においても、所望の速度まで容易に台車２０を加速させることができる。
【００６７】
台車２０を停止させる場合、制御部３０は、不図示の制動部により台車２０を減速させる。図１０に示すように、台車２０が直線部１１から曲線部１２に進入しても台車２０の速度が所望の速度まで減速されない場合、曲線部１２及び直立部１３において反転動作を行うことにより、再度直線部１１に到達した後に減速を行わせることができる。このため、所定の走行区間で制動しきれない場合であっても、台車２０が他の部分と衝突したりすることを回避できる。
【００６８】
以上のように、本実施形態に係る走行装置１００は、水平面に沿った床部Ｆに設けられる直線部１１と、直線部１１の少なくとも一方の端部に接続され上方に湾曲する曲線部１２と、曲線部１２の上側の端部に接続され上方に向けて延びる直立部１３とを有するレール１０と、レール１０上を走行可能な走行部２２を有する台車２０と、少なくとも直線部１１において台車２０が所定速度で走行するように走行部２２を制御する制御部３０とを備える。
【００６９】
従って、往路として直線部１１から走行してくる台車２０は、重力に逆らうように曲線部１２及び直立部１３を上昇して走行を停止する。その後、復路として重力によって直立部１３及び曲線部１２を下降して直線部１１を往路とは逆方向に走行する。このように、直線部１１から走行してくる台車２０の運動エネルギーを曲線部１２及び直立部１３において位置エネルギーに変換して蓄積させ、その状態から位置エネルギーを運動エネルギーに変換して直線部１１を逆方向に走行させることができる。このため、例えば直線部１１を逆方向に走行する台車２０を、直立部１３及び曲線部１２を下降させながら加速させておくことで、直線部１１の距離を長くしなくても台車２０を高速で走行させることができる。このため、限られた広さの敷地において台車２０を高速で走行させることが可能な走行装置が得られる。
【００７０】
本実施形態に係る走行装置１００において、曲線部１２及び直立部１３は、直線部１１の両方の端部にそれぞれ配置されてもよい。
【００７１】
従って、直線部１１の両側において、台車２０の運動エネルギーと位置エネルギーとの変換及び蓄積を行うことができる。このため、台車２０を往復させることで、より高速で走行させることができる。また、台車２０を減速又は制動させる際、減速又は制動が正常に働かない場合であっても、直線部１１の両側で台車２０を往復させることにより、台車２０とレール１０との摩擦力によって台車２０の速度を徐々に低下させることができる。このため、台車２０が壁面等のレール周辺の構造物と衝突することを回避できる。また、台車２０を往復させることができるため、台車２０を初期位置ＰＳから走行させた後、台車２０を初期位置ＰＳに戻すことが容易となる。
【００７２】
本実施形態に係る走行装置１００において、曲線部１２は、直線部１１から上方に向けて曲率が大きくなるように形成されてもよい。
【００７３】
従って、直線部１１から曲線部１２に進入する際、台車２０に対して移動方向に垂直な方向の力が急激に作用することを抑制できる。
【００７４】
本実施形態に係る走行装置１００において、レール１０に沿って配置され、台車２０の走行方向とは異なる方向への台車２０の変位を抑制する変位抑制部１５を更に備え、台車２０は、変位抑制部１５に沿って転動するガイドローラ部２３を有してもよい。
【００７５】
従って、走行方向とは異なる方向への台車２０の変位を抑制できるため、台車２０の走行状態を安定させることができる。
【００７６】
本実施形態に係る走行装置１００において、ガイドローラ部２３は、変位抑制部１５からの力を弾性力によって受ける弾性部を有してもよい。
【００７７】
従って、台車２０の振動を抑制することができるため、台車２０の走行状態をより安定させることができる。
【００７８】
本実施形態に係る走行装置１００において、変位抑制部１５は、レール１０の全体に亘って設けられてもよい。
【００７９】
従って、レール１０の全体に亘って、台車の走行状態を安定させることができる。
【００８０】
本実施形態に係る走行装置１００において、変位抑制部１５は、レール１０に沿って配置され水平面に沿った第１案内面１６ａが設けられる第１ガイド部１６を有し、台車２０は、第１ガイド部１６の第１案内面１６ａの下方に配置され第１ガイド部１６に沿って転動する第１ローラ２６を有してもよい。
【００８１】
従って、レール１０の走行面に垂直な方向についての台車２０の変位を効率的に抑制できるため、台車２０の走行状態を安定させることができる。
【００８２】
本実施形態に係る走行装置１００において、変位抑制部１５は、台車２０に水平面に対して垂直な第２案内面１７ａが設けられる第２ガイド部１７を有し、台車２０は、第２ガイド部１７に対して台車２０側に配置され第２ガイド部１７に沿って転動する第２ローラ２７を有してもよい。
【００８３】
従って、台車２０の走行方向の側方についての変位を効率的に抑制できるため、台車２０の走行状態を安定させることができる。
【００８４】
また、レール１０は、曲線部１２の上端部に接続され当該上端部よりも上方に向けて延びる直立部１３を有してもよい。従って、台車２０の運動エネルギーと位置エネルギーの変換及び蓄積を行う領域を、曲線部１２の上側に更に設けることができる。これにより、より大きなエネルギーの変換及び蓄積を行うことができる。
【００８５】
本実施形態に係る走行装置１００において、台車２０の走行状態を検出する検出センサＳを更に備えてもよい。
【００８６】
従って、台車２０の走行状態を容易に検出することができ、例えば検出結果を用いて制御を行うことが可能となる。
【００８７】
本実施形態に係る走行装置１００において、検出センサＳは、台車２０の速度を検出する速度センサ２４及び台車２０が直線部１１、曲線部１２及び直立部１３の所定位置を通過したことを検出する位置センサ１４のうち少なくとも一方を含んでもよい。
【００８８】
従って、台車２０の速度及び台車２０が通過した位置を容易に検出することができ、例えば検出結果を用いて制御を行うことが可能となる。
【００８９】
本実施形態に係る走行装置１００において、制御部３０は、検出センサＳの検出結果に基づいて、直線部１１において台車２０を加減速させるように走行部２２を制御してもよい。
【００９０】
従って、台車２０の走行状態に応じて走行部２２を制御することができるため、台車２０の走行状態を高精度に調整可能となる。
【００９１】
本実施形態に係る走行装置１００において、レール１０を収容し、台車２０の走行環境を調整する建屋４０を更に備えてもよい。
【００９２】
従って、レール１０が建屋４０により収容され、台車２０の走行環境が建屋４０において調整されるため、所望の走行環境で台車２０を走行させることができる。
【００９３】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、直線部１１の両側の端部に曲線部１２及び直立部１３が配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、直線部１１の一方の端部のみに曲線部１２及び直立部１３が配置された構成であってもよい。
【００９４】
図１１及び図１２は、変形例に係る走行装置１００Ａを示す図である。図１１に示すように、例えば直線部１１を加速して走行する台車２０は、直線部１１から第１曲線部１２Ａに進入する。第１曲線部１２Ａに進入した台車２０は、第１曲線部１２Ａ及び第１直立部１３Ａにおいて反転動作を行う。反転動作の後、台車２０が直線部１１に到達した後、制御部３０は、台車２０を更に加速させることができる。
【００９５】
台車２０の制動動作についても上記実施形態と同様の説明が可能である。つまり、図１２に示すように、台車２０が直線部１１から曲線部１２に進入しても台車２０の速度が所望の速度まで減速されない場合、曲線部１２及び直立部１３において反転動作を行うことにより、再度直線部１１に到達した後に減速を行わせることができる。
【００９６】
このように、曲線部１２及び直立部１３が直線部１１の一方の端部のみに配置される場合でも、反転動作を行うことで、直線部１１を往復しつつ当該直線部１１において台車２０を加速又は減速を行うことができる。このため、直線部１１の長さ方向のスペースが限られた環境においても、容易に台車２０を加速させることができる。また、所定の走行区間で制動しきれない場合であっても、台車２０が他の部分と衝突したりすることを回避できる。
【００９７】
また、上記実施形態では、変位抑制部１５の第１ガイド部１６が凹部Ｆａの底部Ｆｂに配置され、第２ガイド部１７が凹部Ｆａの側部Ｆｃに配置される構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。図１３は、変形例に係る走行装置１００Ｂの一部を示す図である。図１３に示すように、第１ガイド部１６及び第２ガイド部１７をまとめたガイド部１５Ｂが側部Ｆｃに配置される構成であってもよい。これにより、第１ガイド部１６の下方に配置される第１ローラ２６と第２ガイド部１７の第２案内面１７ａに沿って配置される第２ローラ２７についてもまとめて配置することができる。このため、凹部Ｆａ内の構成をコンパクト化することができる。
【００９８】
また、上記にて説明した走行装置１００、１００Ａ、１００Ｂを、試験装置として用いることができる。図１４は、試験装置２００の一例を示す図である。図１４に示すように、試験装置２００は、例えば走行装置１００、１００Ａ、１００Ｂの台車２０に試験体移動装置５０を搭載した構成である。試験体移動装置５０は、試験体Ｍを保持した状態で、床部Ｆに試験体Ｍを接触させる接触姿勢となる接触位置Ｐ１と、床部Ｆから試験体Ｍを離す離隔姿勢となる離隔位置Ｐ２との間で試験体Ｍを移動させることができる。試験装置２００は、台車２０が走行した状態で試験体Ｍを接触位置Ｐ１に配置することにより、試験体Ｍを床部Ｆ上で摺動させることができる。
【００９９】
制御部３０は、試験体移動装置５０による試験体Ｍの移動動作を制御可能である。制御部３０は、例えば台車２０が直線部１１を走行する期間に、試験体Ｍを接触位置Ｐ１に移動させるように試験体移動装置５０を制御可能である。また、制御部３０は、例えば台車２０が直線部１１から曲線部１２に進入する前に、試験体Ｍを接触位置Ｐ１から離隔位置Ｐ２に移動させるように試験体移動装置５０を制御可能である。
【０１００】
このように、制御部３０は、台車２０の走行状態と、試験体Ｍの位置とを連動させて制御することが可能である。なお、台車２０の走行状態と試験体Ｍの位置との制御内容については、上記した内容に限定されず、例えば台車２０が曲線部１２、直立部１３を走行する期間に試験体Ｍを接触位置Ｐ１に移動させるように試験体移動装置５０を制御してもよい。
【０１０１】
以上のように、本実施形態に係る試験装置２００は、上記の走行装置１００、１００Ａ、１００Ｂと、台車２０に設けられ、所定の試験体Ｍを保持した状態で試験体Ｍを床部Ｆに接触する接触位置Ｐ１と、床部Ｆから離れた離隔位置Ｐ２との間で移動可能な試験体移動装置５０とを備える。従って、限られた広さの敷地において台車２０を高速で走行させることが可能な走行装置１００、１００Ａ、１００Ｂを用いて試験体の試験を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  レール
１０ａ  走行面
１１  直線部
１２  曲線部
１２Ａ  第１曲線部
１２Ｂ  第２曲線部
１３  直立部
１３Ａ  第１直立部
１３Ｂ  第２直立部
１４  位置センサ
１４Ａ  第１位置センサ
１４Ｂ  第２位置センサ
１５  変位抑制部
１５Ｂ  ガイド部
１６  第１ガイド部
１６ａ，１７ａ  案内面
１７  第２ガイド部
２０  台車
２１  本体部
２１ａ  ベース部材
２２  走行部
２２ａ  走行車輪
２２ｂ  駆動部
２２ｃ  回転軸
２３  ガイドローラ部
２４  速度センサ
２６  第１ローラ
２６ａ，２７ａ  連結部材
２７  第２ローラ
３０  制御部
４０  建屋
４１  直線部分
４１ａ  環境検出センサ
４１ｂ  環境調整部
４２  曲線部支持部
４３  直立部分
５０  試験体移動装置
１００，１００Ａ，１００Ｂ  走行装置
２００  試験装置
Ｆ  床部
Ｍ  試験体
Ｐ１  接触位置
Ｐ２  離隔位置
ＰＳ  初期位置
Ｓ  検出センサ
Ｆａ  凹部
Ｆｂ  底部
Ｆｃ  側部
【図１】
2020131810.tif 000003
【図２】
2020131810.tif 000004
【図３】
2020131810.tif 000005
【図４】
2020131810.tif 000006
【図５】
2020131810.tif 000007
【図６】
2020131810.tif 000008
【図７】
2020131810.tif 000009
【図８】
2020131810.tif 000010
【図９】
2020131810.tif 000011
【図１０】
2020131810.tif 000012
【図１１】
2020131810.tif 000013
【図１２】
2020131810.tif 000014
【図１３】
2020131810.tif 000015
【図１４】
2020131810.tif 000016