(57)【要約】 【課題】  カーブ区間での有軌道台車と軌道との干渉を軽減する。【構成】  有軌道台車が直進区間からカーブ区間を介して再度直進区間へ走行する際に、直進区間を第１の速度で走行した後に、第１の速度よりも低速のカーブ走行用の第２の速度へ減速し、カーブ区間内の特定のエリアを走行する際に、第２の速度よりも低速の第３の速度へ減速し、カーブ区間内で特定のエリアを走行し終わると、第２の速度へ加速し、カーブ区間を走行し直進区間に入ると、第１の速度へ加速する。【選択図】    図５
2014024430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直進区間とカーブ区間とを備える軌道に沿って、有軌道台車が走行するシステムであって、
有軌道台車が直進区間からカーブ区間を介して再度直進区間へ走行する際に、
直進区間を第１の速度で走行した後に、第１の速度よりも低速のカーブ走行用の第２の速度へ減速してカーブ区間を走行し、
カーブ区間内の特定のエリアを走行する際に、第２の速度よりも低速の第３の速度へ減速し、
カーブ区間内で特定のエリアを走行し終わると、前記第２の速度へ加速し、
カーブ区間を走行し直進区間に入ると、前記第１の速度へ加速するように、
有軌道台車の速度を制御する制御部を備えていることを特徴とする、有軌道台車システム。
【請求項２】
有軌道台車システムは有軌道台車を走行させる走行モータを備え、
前記制御部は、前記特定のエリアで第２の速度から第３の速度へ減速する走行パターンと、第３の速度から第２の速度へ加速する走行パターンとを記憶する記憶部と、
記憶部の走行パターンを読み出して前記走行モータを制御する手段、とを備えていることを特徴とする、請求項１の有軌道台車システム。
【請求項３】
前記特定のエリアが、カーブ区間内の入口付近と出口付近に所在し、有軌道台車が軌道と干渉するエリアであることを特徴とする、請求項１または２の有軌道台車システム。
【請求項４】
有軌道台車は、
少なくとも一対の駆動輪と、少なくとも一対の走行モータとを備え、カーブ区間で一対の駆動輪の速度を異ならせて走行する駆動台車と、
駆動台車に連結されて従動輪により走行し、走行モータを備えない従動台車、とを備えていることを特徴とする、請求項３の有軌道台車システム。
【請求項５】
前記従動台車は走行方向の左右にガイドローラを備え、
前記軌道は、前記駆動輪と従動輪が走行する走行レールと、ガイドローラをガイドするガイドレールとを備え、
直進区間ではガイドローラとガイドレールとの間に隙間があり、
前記特定のエリアは、ガイドローラがガイドレールに隙間無しに接触して干渉するエリアであることを特徴とする、請求項４の有軌道台車システム。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は有軌道台車システムに関し、特にカーブ走行時に有軌道台車が受ける衝撃を緩和することに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明者は、有軌道台車がカーブ区間を走行する際に、特定のエリアで軌道と有軌道台車とが干渉することを見出した。干渉は有軌道台車と軌道とに衝撃を及ぼし、有軌道台車が搬送する物品にも悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００３】
関連する先行技術を示す。特許文献１（特開2012-3675A）は、有軌道台車に一対の駆動輪を設けてそれぞれ走行モータで駆動し、カーブ区間内で一対の駆動輪の間に速度差を持たせることを開示している。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2012-3675A
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の課題は、カーブ区間内での有軌道台車と軌道との干渉を緩和することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、直進区間とカーブ区間とを備える軌道に沿って、有軌道台車が走行する有軌道台車システムであって、
有軌道台車が直進区間からカーブ区間を介して再度直進区間へ走行する際に、
直進区間を第１の速度で走行した後に、第１の速度よりも低速のカーブ走行用の第２の速度へ減速してカーブ区間を走行し、
カーブ区間内の特定のエリアを走行する際に、第２の速度よりも低速の第３の速度へ減速し、
カーブ区間内で特定のエリアを走行し終わると、前記第２の速度へ加速し、
カーブ区間を走行し直進区間に入ると、前記第１の速度へ加速するように、
有軌道台車の速度を制御する制御部を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この発明では、カーブ区間内に有軌道台車と軌道とが干渉しやすい特定のエリアがあることに着目し、この区間で有軌道台車を第３の速度へ減速する。これによって有軌道台車と軌道との干渉を穏やかなものにし、有軌道台車への衝撃を緩和すると共に、被搬送物への悪影響を小さくし、さらに軌道に働く衝撃も緩和する。また第３の速度への減速は特定のエリアでのみ行い、有軌道台車の走行時間への影響を最小にする。
【０００８】
好ましくは、有軌道台車システムは有軌道台車を走行させる走行モータを備え、前記制御部は、前記特定のエリアで第２の速度から第３の速度へ減速する走行パターンと、第３の速度から第２の速度へ加速する走行パターンとを記憶する記憶部と、記憶部の走行パターンを読み出して前記走行モータを制御する手段、とを備えている。このようにすると、走行パターンを読み出すことにより特定のエリアを走行できるので、その都度走行パターンを生成する場合に比べ、制御が簡単になる。
【０００９】
特に限定するものではないが、カーブ区間内の入口付近と出口付近に所在し、有軌道台車が軌道と干渉するエリアがあるので、この区間を特定のエリアとして、第３の速度まで減速する。
【００１０】
例えば有軌道台車は、少なくとも一対の駆動輪と、少なくとも一対の走行モータとを備え、カーブ区間で一対の駆動輪の速度を異ならせて走行する駆動台車と、駆動台車に連結されて従動輪により走行し、走行モータを備えない従動台車、とを備えている。軌道との干渉は主として従動台車の慣性によって生じるので、このような従動台車を備えている有軌道台車に対して、特定のエリアで第３の速度へ減速する。
【００１１】
例えば前記従動台車は走行方向の左右にガイドローラを備え、前記軌道は、前記駆動輪と従動輪が走行する走行レールと、ガイドローラをガイドするガイドレールとを備えている。そして直進区間ではガイドローラとガイドレールとの間に隙間があり、前記特定のエリアは、ガイドローラがガイドレールに隙間無しに接触して干渉するエリアである。
【００１２】
駆動台車と従動台車とを備える有軌道台車では、カーブ区間で従動台車のガイドローラがガイドレールに衝突しやすいエリアがある。このエリアはカーブ区間内の入口付近と出口付近に所在し、ガイドローラとガイドレール間の隙間が急激に失われて衝突する。そこでこのような従動台車を備えた有軌道台車に対して、第３の速度への減速が特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の天井走行車の底面図
【図２】実施例での天井走行車の制御系を示すブロック図
【図３】ガイドローラとガイドレールとの隙間を示す図
【図４】分岐合流部の軌道を示す平面図
【図５】エリアＡ，Ｂでの走行パターンを示す図
【図６】走行パターンの例を示す図で、a)は停止から直進走行へのパターンを、b)は直進走行から停止へのパターンを、c)は直進走行からカーブ走行へのパターンを、d)はカーブ走行から直進走行へのパターンを、e)はエリアＡ，Ｂでのパターンを示す。
【図７】ガイドレールとガイドローラとの干渉の回避原理を示す図
【図８】分岐合流部でのガイドレールの詳細を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。
【実施例】
【００１５】
図１〜図８に天井走行車システムを例に実施例を示すが、地上走行の有軌道台車システムでも良い。図１は天井走行車２の走行機構を示し、駆動台車４と従動台車６とが図示しないボギー軸を介して荷台８を支持している。１０は例えば左右一対の走行レール、１１，１２は左右のガイドレール、１４は給電レールで、レール１０〜１４を総称して軌道と呼ぶ。なお左右一対の走行レール１０，１０の代わりに１本の走行レールを設けても良いが、ガイドレール１１，１２は軌道の左右に一対設ける。この明細書では、天井走行車２の走行方向と水平面内で直角な方向を左右方向と呼び、ガイドレール１１，１２の左右両面の内で、天井走行車２の車体中心に近い面を内面、遠い面を外面と呼ぶ。また軌道がカーブする区間では、左右一対のガイドレール１１，１２に対し、曲率中心に近い側を内側のガイドレール、遠い側を外側のガイドレールと呼ぶ。またガイドレール１１，１２の厚さは軌道全体に渡って一定である。
【００１６】
左右一対の駆動輪１６，１６が、左右一対の走行モータ１８，１８により駆動されて、走行レール１０，１０上を走行し、カーブ走行する際に左右の駆動輪１６，１６間に速度差を発生させる。台車４，６にはそれぞれ例えば左右２対のガイドローラ２０と左右２対のガイドローラ２２とが設けられ、ガイドローラ２０は、ガイドレール１１，１２の内面によりガイドされる、固定のガイドローラである。なおガイドローラ２０，２２は天井走行車２当たり、例えば４対あるいは８対設けることが好ましい。ガイドローラ２２は昇降機構２４により昇降する可動のガイドローラで、ガイドレール１１，１２の外面によりガイドされ、ガイドレール１１，１２に面した位置とガイドレール１１，１２に面しない位置との間で昇降する。昇降機構２４は例えばガイドローラ２２を図示しないヒンジの軸回りに回動させる機構とするが、ガイドローラ２２を鉛直に昇降させる機構等でも良い。受電装置２６は給電レール１４から受電して、天井走行車２に電力を供給する。
【００１７】
２８は光学式あるいは磁気式等のセンサで、軌道に設けられた光学式あるいは磁気式等のマークを読み取って、天井走行車２の位置を検出する。このようなセンサの代わりに、原点を基準とする絶対位置を検出するレーザ距離計等のセンサを用いても良い。コントローラ３０はセンサ２８の信号と軌道のマップとを照合して、目的位置へ走行するように走行モータ１８，１８を制御する。これによってコントローラ３０は、加速、減速、直進、カーブ、分岐、合流等の処理を行い、必要に応じ図示しない地上側のコントローラと通信する。
【００１８】
従動台車６は一対の従動輪３２，３２を備え、これらは軸受３４，３４で支持され、昇降機構２４でガイドローラ２２を昇降させることにより、分岐と合流等を行う。なおガイドローラ２０，２２及び昇降機構２４は、駆動台車４と同じである。従動台車６は従動輪３２を用い、ガイドローラ２２の昇降により分岐と合流の制御を行うので、駆動台車４よりもガイドローラ２２に頼る部分が大きい。
【００１９】
図２は天井走行車２の制御系を示し、現在位置認識部４０はセンサ２８の信号によりマップ４１を参照して、天井走行車２の現在位置（車体中心位置）を認識する。先行車検出部４２は先行車センサ４３の信号により、干渉するおそれがある先行車を検出する。通信部４４は図示しない地上側のコントローラあるいは他の天井走行車と通信し、ＣＰＵ４６はこれらの信号により、一対のサーボ制御部４８，４９及び例えば前後左右４個の昇降機構２４を制御する。例えば直進区間と、分岐も合流も伴わない単純なカーブ区間では可動のガイドローラは上昇して没位置にあり、分岐及び合流を行う際には、例えば左右一方の可動のガイドローラを下降させて出位置へ、ガイドレールによりガイドさせる。走行パターン記憶部５０は例えば図６に示す走行パターンを記憶し、サーボ制御部４８，４９はＣＰＵ４６からの指令に応じて、走行パターンを走行パターン記憶部５０から読み出して、走行モータ１８をサーボ制御する。
【００２０】
図３はガイドローラ２０，２２とガイドレール１２との隙間Ｃ１，Ｃ２を示し、ガイドレール１１に対しても同様である。ガイドローラ２０，２２が常にガイドレール１１，１２に接すると摩擦が大きくなるので、これらの間にＣ１，Ｃ２の隙間を設ける。軌道の左右方向中心と天井走行車の左右方向中心とが一致しているものとして、ガイドローラ２２のヒンジ軸回りの回転による昇降を容易にするため、ガイドローラ２２とガイドレールとの隙間の長さＣ２を、ガイドローラ２０とガイドレールとの隙間の長さＣ１よりも大きくしてある。分岐部及び合流部等で、ガイドレール１２の外面によりガイドローラ２２をガイドする。この時、反対側のガイドローラ２２は没であるが、反対側のガイドローラ２０は外側に最大でＣ２の隙間分だけシフトする。そして分岐部及び合流部では、反対側にガイドレールを設けない片ガイド区間がある。するとこの区間を通過した直後に、反対側のガイドローラ２０がガイドレールと干渉することがある。
【００２１】
図４は分岐合流部６０を示し、単なるカーブ区間、単独の分岐部、及び単独の合流部でも、同様の速度制御を行う。天井走行車の位置を車体中心位置で定め、カーブ区間に達する前に天井走行車は減速を完了し、カーブ区間を抜け出し再度直進区間に入ってから加速する。カーブ区間６２は図の鎖線よりも上方で半円形のカーブよりも下方の区間である。天井走行車をガイドレール１２側の可動のガイドローラでガイドすると直進し、ガイドレール１１側の可動のガイドローラでガイドするとカーブ走行して分岐後に合流する。発明者は、図４のエリアＡ，Ｂで天井走行車とガイドレール１１との干渉が生じやすいことを見出した。エリアＡはカーブ区間内の入口付近、エリアＢはカーブ区間内の出口付近にある。干渉は、従動台車の曲率中心に近い側の可動のガイドローラがガイドレール１１に衝突することにより生じる。なお分岐と合流がない単なるカーブ区間をカーブ走行する場合、例えば内側のガイドレール１１側に可動のガイドローラが衝突し、外側のガイドレール１２側に固定のガイドローラが衝突する。
【００２２】
従動台車はガイドローラに頼ってカーブ走行を行い、ガイドローラとガイドレールとの間に隙間があるので、従動台車の慣性のため、ガイドローラがガイドレールと激しく接触するエリアＡ，Ｂで前記の衝突が生じる。この衝突を防止するため、エリアＡ，Ｂで天井走行車を減速し、ガイドローラとガイドレールとを穏やかに接触させる。カーブ区間での天井走行車の走行パターンを図５に示し、破線は外側の駆動輪の走行パターンを、実線は内側の駆動輪の走行パターンを示す。カーブ区間に到る前に天井走行車は減速し、カーブ区間では内外の駆動輪に速度差を与えて走行する。そしてエリアＡ，Ｂで天井走行車を減速し、エリアＡ，Ｂが終わると、カーブ走行の速度まで加速する。直進区間での天井走行車の速度ｖ１は例えば200m/min、カーブ区間での速度ｖ２（一対の駆動輪の平均速度）は例えば60m/min、エリアＡ，Ｂでの速度ｖ３（一対の駆動輪の平均速度）は例えば30m/min程度である。また図４の分岐合流部の曲率半径は例えば1500mm程度、エリアＡ，Ｂの長さは例えば300〜1000mm程度である。図４の分岐合流部６０ではカーブ区間は半円であるが、１／４円でもカーブ区間の入口付近と出口付近とにガイドローラとガイドレールが衝突するエリアがあり、同様の走行パターンで走行する。
【００２３】
走行パターンは、速度の変更を開始する位置あるいは時刻からの、速度のパターンである。走行パターンをその都度作成すると、サーボ制御部の負担が大きいので、図６に示す走行パターンを予め走行パターン記憶部に記憶し、必要に応じて読み出して使用する。a)は停止から直進走行へのパターンを示し、b)は直進走行から停止へのパターンを示す。c)は直進走行からカーブ走行へのパターンを、d)はカーブ走行から直進走行へのパターンを、e)はエリアＡ，Ｂでのパターンを示す。c)〜e)での破線は外輪のパターンを、実線は内輪のパターンを示す。
【００２４】
図４の分岐合流部６０には、ガイドレールが片側にしかない片ガイド区間がある。そして片ガイド区間の出口で、片ガイド区間でガイドされていなかった固定のガイドローラがガイドレールと干渉するとの問題がある。これは単なるカーブ区間では生じず、分岐部及び合流部で生じる問題である。このような干渉を回避するための原理を図７に示す。図３のように、直進区間では可動のガイドローラ２２とガイドレールとの間にＣ２の隙間がある。片ガイド区間では、可動のガイドローラ２２がガイドレールに密着するので、ガイドレールがない側では、固定のガイドローラが最大でＣ２だけ外側へシフトする。ところで  Ｃ２＞Ｃ１  となるように隙間のサイズを定めるので、片ガイド区間から左右双方にガイドレールがある両ガイド区間への入口で、干渉が生じる。この干渉を回避するため、干渉が生じる個所で、ガイドレール１１，１２の内面の間隔、即ちガイド幅ＷをΔＷ（ΔＷ≧Ｃ２−Ｃ１）だけ増してやると良い。左右のガイドレール１１，１２の内で、直進時にガイドするガイドレールを変形させると、高速走行の妨げとなる。そこでこれ以外のガイドレールを変形させる。なおガイドレールの厚さ自体は走行ルートの全域に渡って一定で、ガイド幅Ｗを増すことにより干渉を防止する。
【００２５】
図８に、分岐合流部６０でのガイドレールの詳細を示し、鎖線は従来例でのガイドレールの配置を、実線は実施例でのガイドレールの配置を示す。固定のガイドローラとガイドレールとの干渉が生じるのは、左側の軌道を直進する際のエリアＥ、右側の軌道を直進する際のエリアＣ、及び左から右へ分岐と合流とを行う際のエリアＣ’である。エリアＥでは、ガイドレール１１’のようにガイドレールを後退させてガイド幅をΔＷだけ拡げ、かつガイドレールの後退幅が下流側で徐々に０になり、ガイド幅が元の値に復帰するようにテーパーを設ける。エリアＣでは、ガイドレール１１''のようにガイドレールを後退させてガイド幅をΔＷだけ拡げ、かつガイドレールの後退幅が下流側で徐々に０になり、ガイド幅が元の値に復帰するようにテーパーを設ける。エリアＣでガイド幅を拡げると、エリアＣ'での干渉も回避できる。レールの種類を少なくし、かつ分岐合流部６０での走行方向を逆にできるように、分岐合流部６０の中心線Ｘ−Ｘに関してエリアＥと対称なエリアＦも同様にガイドレール１１’を設ける。またエリアＣと対称なエリアＤも同様にガイドレール１１''を設ける。
【００２６】
実施例では、走行速度の制御により、カーブ区間の入口付近及び出口付近のエリアＡ，Ｂでのガイドローラとガイドレールとの干渉を防止する。そしてエリアＡ，Ｂでの走行パターンを記憶しておくことにより、速度制御を容易にする。また可動のガイドローラとガイドレールとの隙間Ｃ２が固定のガイドローラとガイドレールとの隙間Ｃ１よりも大きいことによる干渉を、エリアＥ，Ｃでガイド幅Ｗを拡げることにより防止する。
【００２７】
実施例では、駆動台車４と従動台車６とガイドローラ２０，２２を備えた天井走行車２を示したが、有軌道台車の構造は任意である。特に実施例では、天井走行車２の速度制御を車載のコントローラ３０により行ったが、地上側のコントローラからの通信により速度を制御しても良い。また車載の走行モータ１８に代えて、地上一次あるいは機上一次のリニアモータを用いても良い。
【符号の説明】
【００２８】
２          天井走行車
４          駆動台車
６          従動台車
８          荷台
１０        走行レール
１１，１２  ガイドレール
１４        給電レール
１６        駆動輪
１８        走行モータ
２０，２２  ガイドローラ
２４        昇降機構
２６        受電装置
２８        センサ
３０        コントローラ
３２        従動輪
３４        軸受
４０        現在位置認識部
４１        マップ
４２        先行車検出部
４３        先行車センサ
４４        通信部
４６        ＣＰＵ
４８，４９  サーボ制御部
５０        走行パターン記憶部
６０        分岐合流部
６２        カーブ区間          
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014024430.tif 000009
【図８】
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