(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッションを備え近接配置した複数の駆動輪を枢支する駆動輪支持体を、この架台に固定した１つのエンジンの前後に一対配設するとともに、
駆動輪支持体を鉛直軸周りに旋回可能且つ、傾動を許容するように支持する支持体支持機構を架台に設け、
一対の中間回転軸に、各駆動輪支持体の入力軸を自在継手を介してそれぞれ連結しておき、エンジンの１つの出力軸をこれら中間回転軸に逆Ｖ字型を成すように構成した一対のベルト部材によりそれぞれ連結するとともに、これら各ベルト部材の張力を、該ベルト部材に対して滑り又は転がり可能に押接する押接部材を利用して設定できるように構成したことを特徴とする軌条運搬車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、山間地等の傾斜地において重量物を運搬するための軌条運搬車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、崖崩れ、土石流等の発生防止やあるいは発生後の事後処理等の治山、治水分野に係る超大型急傾斜地用運搬システムは、その特殊性からヘリコプタ輸送が主流をなすものであった。しかしながら、このようなヘリコプタによる運搬システムは、重量物の高速運搬が可能な反面、雨や風の強い時は運搬できなくなるなど気象条件により運搬状況が変化するうえ、コスト上きわめて不利なため、近時、低コスト化が可能で、気象条件等に左右されにくい急傾斜地用の軌条式簡易運搬システムが注目されつつある。
【０００３】
この種の軌条式簡易運搬システムは、従来、みかん、なし等の山間農作物や、送電用鉄塔の建設部材等の運搬を主として担ってきたものである。しかして、その単位運搬能力としては、せいぜい３トン程度が上限で、その運搬速度も比較的低いため、治山、治水分野等に係る超大型急傾斜地用運搬システムに、当該軌条式簡易運搬システムをそのまま用いることはできない。そこで、走行速度と、積載可能重量を向上させ、運搬能力の増大を図る必要がある。一方で、コスト面でのメリットを活かすべく既存の軌条等の規格を変えたくないという要請もある。
【０００４】
そのためには、大馬力のエンジンを用いて車両の走行速度と積載可能重量を向上させるとともに、複数の駆動輪を分散配置して駆動力の集中防止と車両の走行安定性向上を図り、既存の軌条等をそのまま使用できるようにすることが容易に考えられる。しかしながら、このような簡易軌条運搬システムにおいては、軌条が急傾斜地を曲がりくねって敷設されていることから、駆動輪を２箇所以上に分散して設けると、各駆動輪の姿勢をそれぞれ独立して自在に変化させなければならないうえ、分散した駆動輪間で生じる回転差を吸収しなければならなくなる。したがって、各駆動輪にエンジンの動力を機械的に伝達しようとすると、その伝達機構が複雑となり実現不可能であると従来考えられており、１個の走行車両に設け得る駆動輪は、１つかあるいは最大でも近接させた２つであって、複数の駆動輪を分散配置するのは難しいというのがこの分野での技術的常識であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
係る問題点を考慮して、近時、各駆動輪を油圧モータで駆動する構造のものが近年開発されつつある。このようなものであれば、エンジンにより駆動する油圧ポンプから吐出された作動油を、フレキシブルな油圧配管によって、各油圧モータに導入すればよいので、少なくとも、各駆動輪に油圧モータを直結することにより、油圧モータを含めて駆動輪に姿勢自在性を付与すれば動力の伝達が可能になる。また駆動輪間で生じる回転差に係る問題点はバルブ等の油圧回路系の工夫により解消できる。
【０００６】
しかしながら、このような油圧駆動方式では、エンジンの回転出力を油圧ポンプにより一旦油圧力に変換し、その後、この油圧力を油圧モータにより再び回転力に変換するという２段階のエネルギー変換を行なわなければならない上、途中配管における圧送ロスも生じるため、きわめて効率が悪い。その結果、所定の駆動力あるいは走行速度を達成するために不必要に大きなエンジンを用いなければならないという問題点を生じ、走行車両の大型化や自重の増大を招くばかりか、環境に悪影響を及ぼす恐れもある。さらに、エネルギのロス分は作動油の温度上昇に直結するため、作動油冷却用のラジエータ等が別に必要になるなど部品点数が多くなり構造的にも複雑化する。また、油圧経路としてフレキシブル配管を用いなければならない関係上、安全性や耐久性の面でシステム圧を高圧化できず、油圧ポンプやモータを大型化せざるを得なくなるという問題点もある。
【０００７】
この他に、エンジンで発電機を駆動し、これによって得られた電力で交流電動モータを駆動するという方法も考えられるが、やはり油圧モータ同様、エネルギを２段階に変換しなければならないことからロスが大きい上、交流電動モータはスターティングトルクが小さいという特性から、高トルクを特に必要とするこの主の軌条運搬システムには不向きであるという問題点がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述したような問題点に鑑みて、従来不可能であると考えられていた分散配置した複数駆動輪の機械的なダイレクトドライブを、ベルトを利用した簡単な構造で実現すべく図ったものであって、低コスト化が可能で極めて高い運搬能力を有し、なおかつエネルギロスの可及的に小さい軌条運搬車を提供することを目的としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明に係る軌条運搬車は、山間地等の傾斜地に敷設した軌条の上を走行するものであって、トランスミッションを備え近接配置した複数の駆動輪を枢支する駆動輪支持体を、架台に対して姿勢自在性を有するように、この架台に固定したエンジンの前後に一対配設するとともに、前記架台に枢着した一対の中間回転軸に、各駆動輪支持体の入力軸を自在継手を介してそれぞれ連結し、さらにエンジンの出力軸をこれら中間回転軸に逆Ｖ字型を成すように構成した一対のベルト部材によりそれぞれ独立連結するとともに、これら各ベルト部材に対して弾性緩衝部材により滑り又は転がり可能に押接する押接部材を設け、この押接部材により、これら各ベルト部材の張力を、エンジンの駆動力を駆動輪に伝達可能な大きさに設定できるように構成したことを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、分散配置した各駆動輪支持体に架台に対する姿勢自在性を与えつつも、これら各駆動輪支持体の入力軸を自在継手を介して架台に枢着した中間回転軸に連結しているので、架台に固定したエンジンの出力軸と中間回転軸との位置関係が常に一定となり、これらの間にベルト部材を安定して巻架して各駆動輪に動力を確実に伝達できる。一方、各駆動輪支持体を分散配置することにより生じる駆動輪の回転差を、各ベルト部材の軸に対する滑りにより吸収できるうえ、ベルト部材に駆動力伝達に必要な張力を与える押接部材も、このベルト部材に滑りまたは転がり可能に弾性押接させているので、これら駆動輪の回転同期性に係る問題を、何ら専用構造を設けることなく解決することができる。
【００１１】
このように、従来不可能であると考えられていた、分散配置した駆動輪にエンジンの動力を機械的にダイレクトに伝達することが、極めて簡単な構成で可能になる。したがって、高出力のエンジンを用いて車両の走行速度と積載可能重量を無理なく向上させることができるだけでなく、駆動力の集中防止と車両の走行安定性向上を既存の軌条を使用して実現することができる。しかも、エネルギロスが極めて少ない。加えて、駆動輪支持体を、エンジンを中心にその前後に一対設け、各駆動輪支持体に対応してそれぞれ設けたベルト部材が、逆Ｖ字型を成すように構成しているため、エンジンから各駆動輪に与えられる駆動トルクがバランス良くかつ効率的に配分されるとともに、車両としてのバランスも良好になり、重量物運搬という用途に必須である走行安定性を大きく向上させることができる。
【００１２】
さらに、各駆動輪支持体に減速機能を有するトランスミッションをそれぞれ設け、該駆動輪支持体の入力軸と駆動輪とをトランスミッションを介して連結しておけば、ベルト部材により伝達するトルクをできるだけ小さなものにでき、無理なくトルク伝達を行うことができる。
このようなトランスミッションを一対有するものに簡単に対応しうる運転操作機構としては、既存の運転操作装置を一対並設し、各運転操作装置の運転操作レバーを連結して一体化するとともに、少なくとも一方の運転操作装置の操作量伝達手段のスロットルレバーに連結し、各運転操作装置の方向伝達手段をそれぞれ前後進切換レバーに連結することにより、各トランスミッションの前後進切換レバーの同時駆動とエンジンのスロットルレバーの駆動とを前記一体化した運転操作レバーの操作により行えるように構成したものが好ましい。またこのようなものは、エンジンのスロットル開度を操作量に応じて制御し得るので使用用途により要求される広い速度レンジでの定速走行に好適に対応することができる。
【００１３】
【実施例】
以下本発明の一実施例を、図１〜図１０を参照して説明する。
本実施例の軌条運搬車１は、図１に示すように山間等の傾斜地において敷設された軌条Ｋに沿って走行するもので、重量物を積載した台車Ｄ等を牽引するための牽引車として用いられる。そして、登坂能力として４０°〜４５°、積載重量として５ｔ〜６ｔ、走行速度として傾斜に関係なく約５０ｍ／ｍｉｎという従来では不可能であると考えられていた高い機能を具備する。
【００１４】
軌条Ｋは、既存のものであり、同図に示すように重量物運搬用であることから、軌条運搬車１や台車Ｄの荷重を主と支持する平行に配設された角パイプ製の一対の荷重支持用レールＫ１と、これら荷重支持用レールＫ１の間に設けられ、下面に連続してラック歯Ｋ２１を形成してなる駆動用レールＫ２とから構成されている。
【００１５】
係る軌条Ｋ上を走行する軌条運搬車１は、図２、図３にその全体を模式的に示すように、エンジン３の回転を、伝達機構７を介して、駆動用レールＫ２に噛合う駆動輪４に伝達して走行するものである。しかして、本実施例では、それぞれが一対の駆動輪４を枢支する駆動輪支持体５を、エンジン３を中心にその前後に対称的に離間させた位置に一対配設し、架台２にそれぞれ姿勢自在性を有するように支持させている。そして、各駆動輪支持体５の入力軸８１とエンジン３の出力軸３２とをベルト部材７１によってそれぞれ独立して連結するとともに、これら一対のベルト部材７１が逆Ｖ字型を成すように構成している。
【００１６】
エンジン３は、図２に示すように、例えば定格１００馬力のディーゼル式のものであり、チャンネル材や角パイプを主体として構成された架台２上に載設され、少なくともその出力を制御するスロットルレバー３１を備えてなる。
駆動輪４は、一対の円盤体４１と、これら円盤体４１の外周部間に等間隔で周設され、ラック歯Ｋ２１に噛合う円柱体４２とを具備するもので、進行方向に沿って近接させて配設した一対を一単位として駆動輪支持体５に片持ち的に枢支させている。各駆動輪４の上方には、同じく駆動輪支持体５に枢支された転動輪４Ａが配設され、駆動輪４と転動輪４Ａとが駆動用レールＫ２を上下から挟み込むように構成してある。
【００１７】
各駆動輪支持体５は、それぞれ、一対の駆動輪４及び転動輪４Ａを枢支するとともにトランスミッション８を支持するもので、架台２に対して支持体支持機構６を介して所定範囲内で３自由度の姿勢自在性を有するように連結してある。この支持体支持機構６は、例えば、鉛直軸回りに駆動輪支持体５を旋回可能に支持するスラスト玉軸受６１と、このスラスト玉軸受６１を支持する軸受枠体６２と、この軸受枠体６２から車両の進行方向に対し直交する水平軸方向に延出した支軸６３を枢支し、かつ若干の傾動を許容するように支持するピロブロック等の回転傾動支持部材６４とを具備する。
【００１８】
伝達機構７は、各駆動輪支持体５に対応させて設けた一対のトランスミッション８と、エンジン３の出力軸３２を各トランスミッション８の入力軸８１に中間回転軸７３等を介してそれぞれ連結するとともに逆Ｖ字型をなすように構成した一対のベルト部材７１とを具備する。なお、本実施例ではトランスミッション８の入力軸８１が駆動輪支持体５の入力軸を兼ねている。
【００１９】
詳述すると、一方のベルト部材７１は、図３〜図６に示すように、エンジン３の出力軸３２に止着されたプーリＰ１と、一方の駆動輪支持体５の入力軸８１に中間回転軸７３等を介して止着されたプーリＰ２と間に巻架されたものである。同様に他方のベルト部材７１は、エンジン３の出力軸３２に止着されたプーリＰ１と、他方の駆動輪支持体５の入力軸８１に中間回転軸７３等を介して止着されたプーリＰ２と間に巻架されたものである。各ベルト部材７１は、並設した５本のベルト７１１からそれぞれ構成してある。各ベルト７１１は断面三角形状で、各プーリＰ１、Ｐ２に設けたＶ字溝に巻掛されている。一方、各中間回転軸７３は、架台２に取り付けたピロブロック等の軸支持体２１によって両持ち的に枢支してあり、トランスミッション８の入力軸８１に自在継手７４を介して連結している。そして、この自在継手７４により駆動輪支持体５の架台２に対する姿勢変化による軸ぶれを吸収させている。自在継手７４は、一般に既知のもので、中間連結体７４１と、この中間連結体７４１の各端に、直交する２軸回りに回動可能にそれぞれ枢結された端部連結体７４２とを具備する。各端部連結体７４２は中間回転軸７３と入力軸８１とにそれぞれ連結され、少なくとも一方は、中間回転軸７３又は入力軸８１に対し進退可能にキー又はスプライン嵌合させてある。係る中間回転軸７３、自在継手７４、入力軸８１は、支持体支持機構６の直下に位置するように構成してあり、駆動輪支持体５の姿勢変動による中間回転軸７３と入力軸８１の軸ずれを可及的に小さくし、自在継手７４の負荷を軽減すべく図っている。
【００２０】
本実施例ではさらに、図２、図４、図６、図７に示すように、走行時における各ベルト部材７１の張力を一定に保ち所定の駆動力を得るとともに、停止時にはベルト部材７１の張力を緩め、エンジン３の回転を駆動輪４に伝えないようにするための張力調整手段たるテンションクラッチ７２を各ベルト７１に対応させて一対設けている（図２では後述するテンションプーリ７２１のみを示している）。このテンションクラッチ７２は、ベルト部材７１に押接させるための押接部材たるテンションプーリ７２１と、このテンションプーリ７２１を、ベルト部材７１に張力を与えクラッチ接合状態とする押圧位置（図４に示す）及び、張力を緩め、クラッチ切断状態とする非押圧位置（図６に示す）の間で移動可能に支持する一対の支持材７２３と、これら支持部材７２３に支持され前記テンションプーリ７２１を移動させ得る移動部材たる電動シリンダ７２２とを具備する。詳述すれば、テンションプーリ７２１は、シリンダロッド７２５の先端部にコイルばね等の弾性体７２６を介して回転可能に連結させてあり、シリンダロッド７２５の伸縮方向に沿って支持材７２３に設けられた案内溝７２７によって移動可能に支持させている。前記弾性体７２６は押圧位置におけるテンションプーリ７２１の押圧力を略一定のものとし、ベルト部材７１に所定の張力を与えるためのものである。なお、各テンションプーリ７２１は、各ベルト部材７１の張力が緩む方をそれぞれ押圧するように配設してある。また、この電動シリンダ７２２は後述する運転操作装置９の操作に連動して駆動されるようにしてある。
【００２１】
運転操作装置９は、本発明者が特願平９−０１２３３７号において運転操作の簡単化と操作ミスの軽減を図るべく提案したもので、図８〜図１１に示すように、中立点に位置する運転操作レバー９１を、この中立点の前後に設定された前後切換領域Ａの範囲内で、車両を進行させたい方向に倒すことによって、倒した方向に車両が進行するように、前後進切換レバー８３を方向伝達手段たるリンクワイヤＷ１を介して動かすとともに、この前後切換領域Ａの外側にそれぞれ設定された前進側走行制御領域Ｂｆ、または後進側走行制御領域Ｂｂに運転操作レバー９１を傾動させることにより、その倒した角度に応じて操作量伝達手段たるリンクワイヤＷ２を介してスロットルレバー３１を動かす機能を有する。しかして本実施例では、図２、図１１に示すように、各トランスミッション８にそれぞれリンクワイヤＷ１を連結した一対の運転操作装置９を背向させて並設し、各運転操作装置９の運転操作レバー９１を連結して、一回の操作で各トランスミッション８の前後進が同時に切換えられるようにしてある。また、スロットル操作用のリンクワイヤＷ１は少なくとも一方の運転装置９から延出するようにしている。なお、この運転操作レバー９１の操作に電気的に連動させて、電動シリンダ７２２を駆動し、走行時にはクラッチが接続され、停止時にはクラッチが切断されるとともに図示しない電磁ブレーキが作用するように構成している。
【００２２】
このように構成した本実施例によれば、分散配置した駆動輪４に姿勢自在性を与えつつエンジン３の動力をダイレクトに伝達することができるので、高出力のエンジン３を用いて車両の走行速度と積載可能重量を向上させるとともに、駆動力の集中防止と車両の走行安定性向上を、既存の軌条Ｋを使用して実現することができる。しかも、エネルギ変換のないダイレクトドライブであるため、エネルギロスが極めて少なく、構造的にも無理のない簡単なものにできる。そのうえ、テンションクラッチ７２によりベルト部材７１の張力を一定に保っているので、一定の駆動力を得られ、なおかつ各駆動輪４が独立して姿勢を変えることにより生じる回転差を、何ら専用構造を設けることなくベルト部材７１の滑りで吸収することができる。この結果、冒頭で述べたように、従来では不可能であると考えられていた高い運搬機能を実現化できる。
【００２３】
特に本実施例では、各駆動輪支持体５を、エンジン３を中心にその前後に対称的に一対設けるとともに、各駆動輪支持体５に対応してそれぞれ設けたベルト部材７１が、逆Ｖ字型を成すように構成しているので、エンジン３の出力軸３２に作用する負荷をバランスさせ、振動等を防止できる上、エンジン３から各駆動輪４に与えられる駆動トルクをもバランス良く、かつ効率的に配分することができる。さらに車両としてのバランスも良好にでき、走行安定性をより向上させることも可能になる。
【００２４】
また、減速作用を営むトランスミッション８が各駆動輪支持体５にそれぞれ設けられているので、ベルト部材７１による伝達トルクを小さくでき、無理のない伝達機構を構成できる。加えて、自在継手７４を利用して各駆動輪支持体５に姿勢自在性を与えつつ、プーリＰ１、Ｐ２間の相対位置関係を固定しているので、ベルト部材７１を安定して駆動できる。
【００２５】
更に言えば、従来の運転操作装置９を一対背向させ、運転レバー９１を連結させるだけの簡単な構成で、各トランスミッション８の同時制御による前後進切換とスロットル操作とを行なうことができる。また、本実施例の特徴であるダイレクトドライブによるエネルギロスの低下は、エンジン３の出力余裕を生じせしめることになり、低スロットル開度での低速走行でも十分なトルクを発生することが可能になる。しかして、この運転操作装置９はスロットル開度を操作量に応じて制御し得るので、上述した低速でのトルク余裕性を有効利用し、簡単な構成で、使用用途により要求される低速から高速に至る広い速度レンジでの定速走行に好適に対応することができる。
【００２６】
なお、本発明は上述した実施例に限られるものではない。例えば、駆動輪支持体は２つに限られず、さらに多くを設けてもよい。また、自在継手を設けず、駆動輪支持体５に直接プーリＰ２を枢支させ、駆動輪支持体５の姿勢変動によるプーリＰ１、Ｐ２間の相対位置変動を、ベルト部材の柔軟性とテンションクラッチにより吸収する構成も可能である。
【００２７】
その他、本発明は、図示例に限られずその趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、分散配置した各駆動輪支持体に架台に対する姿勢自在性を与えつつも、これら各駆動輪支持体の入力軸を自在継手を介して架台に枢着した中間回転軸に連結しているので、架台に固定したエンジンの出力軸と中間回転軸との位置関係は一定となりこれらの間にベルト部材を安定して巻架することができる。しかも各駆動輪支持体を分散配置することにより生じる駆動輪の回転差は、各ベルト部材の軸に対する滑りにより吸収できるうえ、ベルト部材に駆動力伝達に必要な張力を与える押接部材も、このベルト部材に滑りまたは転がり可能に押接させているので、これら駆動輪の回転同期性に係る問題を、何ら専用構造を設けることなく解決することができる。
【００２９】
すなわち、従来不可能であると考えられていた、分散配置した駆動輪にエンジンの動力をダイレクトに伝達することが、簡単な構造で実現できる。したがって、エネルギロスを極めて少なくしつつ、高出力のエンジンを用いて車両の走行速度と積載可能重量を向上させるとともに、駆動力の集中防止と車両の走行安定性向上を、既存の軌条を使用して実現することができる。加えて、駆動輪支持体を、エンジンを中心にその前後に対称的に一対設け、各駆動輪支持体に対応してそれぞれ設けたベルト部材が、逆Ｖ字型を成すように構成しているため、エンジンから各駆動輪に与えられる駆動トルクをバランス良くかつ効率的に配分するとともに、車両としてのバランスも良好にし、重量物運搬という用途に必須である走行安定性を大きく向上させることができる。
【００３０】
また、各駆動輪支持体にトランスミッションをそれぞれ設け、該駆動輪支持体の入力軸と駆動輪とを前記トランスミッションを介して連結しておけば、ベルト部材により伝達するトルクをできるだけ小さなものとし、無理なくトルク伝達を行うことができる。
既存の運転操作装置を一対並設し、各運転操作装置の運転操作レバーを連結して一体化するとともに、いずれかの運転操作装置の操作量伝達手段をスロットルレバーに連結し、各運転操作装置の方向伝達手段をそれぞれ前後進切換レバーに連結することにより、各トランスミッションの前後進切換レバーの同時駆動とエンジンのスロットルレバーの駆動とを前記一体化した運転操作レバーの操作により行えるように構成すれば、簡単な構成で本発明のようにトランスミッションを一対有するような軌条運搬車の運転操作機構を実現できる。またこのようなものは、エンジンのスロットル開度を操作量に応じて連続的に制御し得るので使用用途により要求される広い速度レンジでの定速走行に好適に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す軌条運搬車の全体図。
【図２】同実施例における軌条運搬車の内部構造を示す模式的側面図。
【図３】同実施例における軌条運搬車の内部構造を示す模式的平面図。
【図４】同実施例における軌条運搬車の伝達機構を特に示す部分側面図。
【図５】同実施例における軌条運搬車の伝達機構を特に示す部分正面図。
【図６】図４においてテンションクラッチが切断状態にあることを示す部分側面図。
【図７】同実施例におけるテンションクラッチを示す平面図。
【図８】同実施例の運転操作装置を示す部分側面図。
【図９】同実施例の運転操作装置の作動説明図。
【図１０】同実施例の運転操作装置の作動説明図。
【図１１】同実施例の運転操作装置の模式的部分斜視図。
【符号の説明】
１…軌条運搬車
２…架台
３…エンジン
４…駆動輪
５…駆動輪支持体
７１…ベルト部材
７２１…押接部材（テンションプーリ）
７３…中間回転軸
７４…自在継手
８…トランスミッション
８１…入力軸
９…運転操作装置
【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】
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【図８】
0003584353.tif 000009
【図９】
0003584353.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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