(57)【要約】【課題】  信頼性の高い走行装置の安全装置を提供する。【解決手段】  駆動輪４を備えた車体２を主レール１に走行自在に配設する。主レール１に沿わせて駆動用レール３を敷設する。駆動用レール３に駆動輪４を転動させて主レール１に沿って車体２を走行させる。主レール１に沿わせて停止用レール６を配設する。車体２に、停止用レール６に転接させた従動輪７を設けると共にこの従動輪７に制動をかけるブレーキ装置８を設ける。【選択図】        図１
2005096694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪を備えた車体を主レールに走行自在に配設し、この主レールに沿わせて駆動用レールを配設すると共に、駆動用レールに駆動輪を転動させて主レールに沿って車体を走行させる走行装置であって、主レールに沿わせて停止用レールを配設し、車体に、停止用レールに転接させた従動輪を設けると共にこの従動輪に制動をかけるブレーキ装置を設けたことを特徴とする走行装置の安全装置。
【請求項２】
駆動用レール及び停止用レールを同材料且つ同形状の部材で構成すると共に、駆動輪及び従動輪とを同材料且つ同形状の部材で構成したことを特徴とする請求項１記載の走行装置の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌条を走行する車体に非常停止をさせる走行装置の安全装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人や物などを搬送する走行装置において、勾配のきつい傾斜地での昇り降りを可能にする装置には、たとえば図９のようなラック・ピニオン方式を採用した装置がある。この走行装置は、単軌条の主レール１に沿って車体２を走行自在に配設してなる跨座型モノレール装置であって、ラックを刻設した駆動用レール３を主レール１の一側面に添設し、車体２に備えたピニオンギア状の駆動輪４を駆動用レール３のラックに噛合させ、車体２に配設した駆動モータ５にて駆動輪４を回転駆動させることで駆動用レール３に駆動輪４がスリップすることなく転動し、車体２をレールに沿って登坂及び降坂させることができるものである。そして、この種の走行装置には、車体２の緊急停止などを行う安全装置として、たとえば、駆動輪４の回転速度を検出するガバナやタコジェネレータなどで構成される検出器を備え、この検出器によって車体２のスピードが規定速度以上に達したことを検知したときに、駆動輪４にブレーキをかけて車体２の走行に制動をかけるといった装置が採用されていた（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、上記の安全装置では、たとえ安全装置が正常に作動しても、上記駆動の際にかかる負荷によって駆動輪４のピニオンギアの歯が破壊された場合には、車体２を停止させることができない恐れがあるので、図１０のように、駆動輪４とは別でピニオンギア状の従動輪７を駆動用レール３のラックに噛ませ、従動回転する従動輪７にブレーキをかけて車体２の走行に制動をかけるといった停止装置を安全装置として用いることも、現在一般的に行われている（たとえば、特許文献２）。
【０００４】
しかしながら、この従動輪７に設けた停止装置にあっても、駆動用レール３のラックが破壊された場合には車体２を停止させることができないものである。つまり、駆動用レール３や駆動輪４は、車体２を推進させるための負荷がかかるのであり、歯面の摩擦や金属疲労などによって万が一にも破損する恐れがある。しかして、上述した安全装置は信頼性が高いとは言えず、新たな信頼性の高い安全装置の開発が要望されているのが現状であった。
【特許文献１】実開平６−５１９０２号公報
【特許文献２】特開平６−１７１５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、信頼性の高い走行装置の安全装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に係る走行装置の安全装置は、駆動輪４を備えた車体２を主レール１に走行自在に配設し、この主レール１に沿わせて駆動用レール３を配設すると共に、駆動用レール３に駆動輪４を転動させて主レール１に沿って車体２を走行させる走行装置であって、主レール１に沿わせて停止用レール６を配設し、車体２に、停止用レール６に転接させた従動輪７を設けると共にこの従動輪７に制動をかけるブレーキ装置８を設けたことを特徴とする。
【０００７】
これによると、車体２を推進させるための負荷がかかる駆動用レール３や駆動輪４には破損が生じ、通常設けられる駆動系のブレーキが利かなくなることも考えられるが、駆動系とは別であって車体２が推進する際の負荷がかからずに破損の恐れのない停止用レール６に転動する従動輪７の従働回転に制動をかけるブレーキ装置８を設けたので、このブレーキ装置８によって車体２に確実にブレーキを施すことができ、信頼性の高い安全装置として機能させることができる。
【０００８】
また、請求項２記載の走行装置の安全装置にあっては、請求項１に加えて、駆動用レール３及び停止用レール６を同材料且つ同形状の部材で構成すると共に、駆動輪４及び従動輪７とを同材料且つ同形状の部材で構成したことを特徴とする。これによると、部品点数を少なくできて安全装置の製造コストの低廉化を図ることができると共に、施工時における駆動用レール３及び停止用レール６の主レール１への配置間違えの防止をも図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、叙述したように、主レールに沿わせて停止用レールを配設し、車体に、停止用レールに転接させた従動輪を設けると共にこの従動輪に制動をかけるブレーキ装置を設けたので、このブレーキ装置によると、車体が推進する際の負荷がかからずに破損の恐れのない停止用レールに転動する従動輪の従働回転に制動をかけることができて車体に確実にブレーキを施すことができ、信頼性の高い安全装置として機能させることができるのである。更に、駆動用レール及び停止用レールを同材料且つ同形状の部材で構成すると共に、駆動輪及び従動輪とを同材料且つ同形状の部材で構成すると、部品点数を少なくできて安全装置の製造コストの低廉化を図ることができると共に、施工時における駆動用レール及び停止用レールの主レールへの配置間違えの防止をも図ることができ、つまり信頼性の高い安全装置を安価で施工も簡単に走行装置に付設することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本例の走行装置は、単軌条の主レール１上に車体２を走行自在に支持させ、主レール１の一側方に主レール１の長さ方向に沿わせてラック状の駆動用レール３を配設し、車体２に枢支したピニオンギア状の駆動輪４を駆動用レール３に噛み合わせ、車体２に備えた駆動モータ５にて回転駆動された駆動輪４を駆動用レール３に転動させて得られた推進力で主レール１に沿って車体２を走行させるピニオン・ラック式の跨座型モノレール装置であり、信頼性の高い安全装置を備えたことに特徴を有している。以下、詳述する。
【００１１】
主レール１は、図２のように、上レール材９と下レール材１０とを上下に平行に配置し、この上レール材９と下レール材１０とをその長さ方向の適宜箇所で連結材１１にて連結して形成されている。この主レール１は、図４（ｂ）のように、主レール１の長さ方向の適宜位置で地面などの設置面１２から立設した複数のレール台１３に載置支持されることで敷設されている。レール台１３は、基礎ブロック１４を地中に埋設し、基礎ブロック１４における主レール１を間に挟む位置から一対の支柱１５を立設して設置面１２から突出させ、対向する一対の支柱１５の上部同士に水平梁１６を架設して形成されており、この水平梁１６の略中央部位に主レール１を載置固定させている。なお、レール台１３における支柱１５の設置面１２からの突出高さが高い場合には、支柱１５間に筋かい１７が架設されるなどして適宜レール台１３の強度補強が行われる。また、レール台１３の水平梁１６の両端部からは垂直上方にそれぞれ柱材１８が突出されており、各レール台１３における同サイドの柱材１８にそれぞれ主レール１の長さ方向に亙る補助レール１９が架設されている。各補助レール１９は主レール１と一定の間隔を保って主レール１の両側方に並設されている。なお、図５のように、一方の補助レール１９における主レール１側の側面には補助レール１９の長さ方向に亙って給電線２０が配置されている。
【００１２】
また、図１，５のように、主レール１の上レール材９の一方の側面には駆動用レール３が添設され、上レール材９の他方の側面には停止用レール６が添設されている。詳しくは、駆動用レール３及び停止用レール６は主レール１の長さ方向に亙って配設されている。また、駆動用レール３及び停止用レール６の上面は平面状に形成されており、上レール材９の平面状の上面と面一にされて主レール１の上面を幅広く形成させている。これにより、後述する上部ローラ３１を主レール１の上面に安定して転動させることができ、車体２の走行の安定性を向上させている。なお、本例では、この駆動用レール３及び停止用レール６は上下に突没するラックが下面に施された同材料且つ同形状のレール部材によって構成させている。このように機能の異なる駆動用レール３及び停止用レール６を共通の部材で構成させたことにより、部品点数を少なくできて製造コストの低廉化が図られると共に、主レール１に対する各レール３，６の取付施工において各レール３，６の配置間違えも起こり得ない構成の簡単化も図ることができたものである。
【００１３】
車体２は、図５〜８のように、シャーシ２１に函状の客室２２を載設して構成されている。本例の客室２２は定員６名であり、室内に乗客が座る椅子２３が複数配置されている。この椅子２３はその座面が常に水平に保たれるようにされており、車体２が上下に傾斜しても椅子２３に座った乗客は常に水平が保たれて乗り心地の向上が図られている（図３，４）。なお、客室２２の下端からはシャーシ２１の側面を隠すカバー４８が設けられている。また、シャーシ２１は水平な梁材を矩形状に組み合わせて形成されている。このシャーシ２１の幅寸法は一対の補助レール１９間の寸法と略同幅に設定されており、シャーシ２１の前後の四隅には下縦材２４が垂下され、これら下縦材２４にはそれぞれ、車体２が左右に揺動するのを防止するために補助レール１９に転動させる補助ローラ２５が回転自在に設けられている。なお、車体２に給電をさせるために、給電線２０には後述する台車２８に付設された集電子２６が接触されるのであるが、車体２が左右に揺動しても給電線２０への集電子２６の接触を保持させるべく、詳しくは、給電線２０のない側の下縦材２４には補助レール１９の上面に転動する１つの補助ローラ２５が設けられているのに対し、給電線２０のある側の下縦材２４には補助レール１９を上下に挟むように一対の補助ローラ２５がそれぞれ設けられている。なお、図中２７は客室２２を載置支持する客室支持部である。この客室支持部２７は、客室２２を安定してシャーシ２１に支持させ得るようにシャーシ２１の四隅に設けられている。
【００１４】
このシャーシ２１の左右方向の中央における前後の部位には台車２８がそれぞれ装着されている。前後の台車２８ａ，２８ｂにはそれぞれ、台車２８を主レール１に走行自在に支持させる支持機構、通常運転時に使用されるブレーキ機構、及び台車２８を主レール１に沿って走行させる駆動機構が備えられており、後方の台車２８ｂには上記に加えて安全装置としてのブレーキ装置８が備えられている。なお、各台車２８ａ，２８ｂは、左右にカーブをしたり上下に傾斜する主レール１に対して走行可能にすべく、水平及び垂直方向に回転可能にシャーシ２１に連結されている。つまり、２９は台車２８を水平方向に回転自在にする垂直ピンを備えた連結機構であり、３０は台車２８を垂直方向に回転自在にする水平ピンを備えた連結機構であり、両連結機構２９，３０を組み合わせたことで、台車２８はシャーシ２１に水平及び垂直方向に回転可能に連結されている。
【００１５】
台車２８の主レール１への支持機構は、台車２８を主レール１に走行自在に支持させる機構であり、それぞれ台車２８に回転自在に装着された上部ローラ３１、下部ローラ３２及びサイドローラ３３で構成される。上部ローラ３１は、垂直方向に回転自在にされて主レール１の上レール材９の上面に転接されるもので、各台車２８の前部及び後部に一直線上に２個列設されている。下部ローラ３２は、垂直方向に回転自在にされて主レール１に取付けた停止用レール６のラックに噛合しつつ転接されるもので、前方の台車２８では後部に後方の台車２８には前部にそれぞれ設けられている。サイドローラ３３は、水平方向に回転自在にされて主レール１の上下のレール材９，１０の各側面に転接されるもので、上下のレール材９，１０をそれぞれ両側方から挟み込むように各レール材９，１０に対応して一対のサイドローラ３３が並設されており、この計４つのサイドローラ３３を１組としてこの１組のサイドローラ３３が台車２８の前後端に設けられている。このように、上部ローラ３１、下部ローラ３２及びサイドローラ３３は主レール１に転接しつつ主レール１を上下左右に挟持しており、主レール１に走行自在に車体２を支持すると共に車体２の主レール１からの脱線防止が図られている。なお、下部ローラ３２は各台車２８に１つのみ設けられるものの、各下部ローラ３２は車体２の重心である前後方向の中央側に配置されているから、上部ローラ３１との協働で車体２の重心を利用して主レール１を効率良く上下に挟持できるようにしている。つまり、下部ローラ３２の設置数を少なくできて走行装置の構造の簡略化が図られている。
【００１６】
駆動機構は、駆動モータ５の回転駆動を減速機３４を介して駆動輪４に伝達し、駆動輪４を回転駆動させる機構である。詳しくは、駆動モータ５の駆動軸は減速機３４の減速歯車列の始端に連結され、減速機３４の減速歯車列の終端に連結された出力軸３５に装着したスプロケット３６と駆動輪４に同軸に一体化されたスプロケット３７とに伝達チェーン３８が架け渡されており、駆動モータ５の回転駆動が減速されてトルクが高められて駆動輪４が回転駆動されるようになっている。なお、駆動モータ５は給電線２０から集電子２６を介して得られた電力で駆動されるようになっている。また、重量のある駆動モータ５は、台車２８上に載設されると共に、車体２の重心を前後方向の中央に位置させるため、前方の台車２８ａでは後方位置に後方の台車２８ｂでは前方位置にそれぞれ配置されている。ここで、駆動輪４は台車２８の下部位置に垂直方向に回転自在に装着されると共に、その形状は駆動用レール３のラックに噛合するピニオンギア状に形成されている。しかして、駆動モータ５により回転駆動された駆動輪４は駆動用レール３のラックに噛み合いつつ転動するので、高いグリップ力による効率良い車体２の推進力が得られ、昇り傾斜状に敷設された主レール１にも車体２をスリップさせることなく登坂させることができるようにされている。
【００１７】
通常運転時に使用されるブレーキ機構は、乗客が昇降する駅などに車体２を停車させる場合などに用いられるものであって、駆動モータ５の駆動軸の延長部分に取り付けた電磁ブレーキ３９で構成される。この電磁ブレーキ３９は、駆動モータ５の駆動軸に内側ヨークを取付け、シャーシ２１（駆動モータ５）に固定させたリング状の外側ヨークを内側ヨークの外側に非接触に囲むように配置し、外側ヨークに装着した励磁コイルに電流を流すことで外側ヨークを励磁させ、外側ヨークに生じた磁束を駆動軸と共に回転する内側ヨークに貫かせ、外側ヨークと内側ヨークとの間で生じる磁気摩擦によって駆動輪４の回転に制動をかけるといったものである。通常運転時に使用されて使用頻度の高いブレーキ機構に、非接触で駆動軸の制動が可能なこの電磁ブレーキ３９を採用したのは、電磁ブレーキ３９は励磁電流の強さに応じた適宜の制動力を駆動軸にかけることができてブレーキ制御が容易なうえ、物理的な摩擦がないため制動時の騒音や駆動軸の磨耗損傷を防止できるのであり、走行装置の消音化及び長寿命化を図ることができるからである。
【００１８】
安全装置としてのブレーキ装置８は、通常運転時には使用されずに緊急停止時などに使用されるもので、車体２の走行時に停止用レール６のラックに噛み合わせて得られる従動輪７の従動回転を増速機４０を介してブレーキ軸に伝達し、増速されたブレーキ軸の回転出力に適宜ドラムブレーキ４１と電磁ブレーキ４２との２種のブレーキ機構にて制動をかける装置が採用されている。詳しくは、従動輪７は台車２８の下部位置に垂直方向に回転自在に装着されると共に、その形状は停止用レール６のラックに噛合するピニオンギア状に形成されている。なお、本例では上述したように駆動用レール３と停止用レール６とが共通のレール材で形成されているので、駆動輪４及び従動輪７にも共通のピニオンギアを用いて構成させることができる。これによると部材の共通化によって部品点数を少なくできて製造コストの低廉化を図り得るのである。また、増速機４０や各ブレーキ機構は重量物なので台車２８の上面に載設されている。上記従動輪７には同軸にスプロケット４３が取付けられ、このスプロケット４３と増速機４０の歯車列の始端に連結した入力軸に取付けられたスプロケット４４とに伝達チェーン４５が架け渡され、増速機４０の歯車列の終端にブレーキ軸が連結されており、従動輪７の従動回転が増速されてトルクが弱められてブレーキ軸が従動回転されるようになっている。このブレーキ軸にはドラムブレーキ４１と電磁ブレーキ４２にて適宜制動がかけられるのであるが、ドラムブレーキ４１はブレーキ軸の通常回転速度（許容回転速度）の１．３倍を越えた際に自動的にブレーキ軸に制動をかけるように作動するのであり、電磁ブレーキ４２はブレーキ軸の通常回転速度（許容回転速度）の１．４倍を越えた際にブレーキ軸に強い制動をかけるように作動するようになっている。本例では、ブレーキ軸は台車２８の前後にそれぞれあり、それに合わせてドラムブレーキ４１と電磁ブレーキ４２とが台車２８の前後に並べて配設されている。
【００１９】
なお、この電磁ブレーキ４２は上述した通常運転時に使用されるブレーキ機構における電磁ブレーキ３９と同様の構造を有し、磁気摩擦によりブレーキ軸に制動をかけるものである。また、ドラムブレーキ４１は内部拡張式であり、円筒状内面を有するドラム４６を台車２８に固定し、ドラム４６の筒芯にブレーキ軸を配置し、ブレーキ軸に筒芯側に付勢するスプリングを介して円弧状のブレーキシューを取付け、ブレーキシューをドラム４６の内面に隙間を設けて収納して構成されている。ブレーキシューは回転するブレーキ軸の遠心力を外側に向けて受けるものであるが、通常はスプリングの付勢によってドラム４６の内面に当接しないようにされており、ブレーキ軸が所定の回転速度に達してそのときの遠心力がスプリングの付勢力を上回った際にはじめてブレーキシューが外側に拡張されてドラム４６の内面に摩擦摺接されることで、ブレーキ軸の回転に制動がかかるようになっている。つまり、このドラムブレーキ４１によると、車体２が所定速度に達したときに自動的にブレーキ軸に制動がかかるもので、車体２を所定速度に一定に保つことができるものである。なお、ドラムブレーキ４１は、物理的な接触摩擦によってブレーキ軸に制動をかけるからブレーキシューとドラム４６との間には摩擦熱が生じてしまうのであるが、この摩擦熱はドラム４６の外側に設けたフィン４７にて効率よく空冷されるようになっている。
【００２０】
上記のような構成を有する走行装置にあっては、上述したように安全装置としてのブレーキ装置８が、車体２の走行時に停止用レール６に従動する従動輪７の回転を制動するものとされている。ここで、駆動用レール３や駆動輪４には、回転駆動する駆動輪４が転動して車体２を推進させるための負荷がかかり、この負荷による歯面の磨耗や金属疲労などによる破損が生じる恐れがあるのに対し、停止用レール６や従動輪７には、車体２を推進させるための負荷はかからず、破損が生じる恐れは無い。つまり、このブレーキ装置８にあっては、駆動系とは別であって車体２が推進する際の負荷がかからずに破損の恐れのない停止用レール６に転動する従動輪７の従働回転に制動をかけるようになっているため、車体２を推進させるための負荷によって駆動輪４や駆動用レール３が破損をきたした場合にも車体２に確実にブレーキを施すことができるものであり、高い信頼性を備えた安全装置として機能しているのである。また、このブレーキ装置８は、駆動用レール３及び停止用レール６を同じレール部材（すなわち同材料で且つ同形状のレール部材）で構成すると共に、駆動輪４及び従動輪７とを同じピニオンギア（すなわち同材料で且つ同形状のピニオン部材）で構成しているので、部品点数を少なくできて安全装置の製造コストの低廉化が図られていると共に、施工時における駆動用レール３及び停止用レール６の主レール１への配置間違えの防止をも図られているのであり、つまり、信頼性の高い安全装置を安価で施工も簡単に走行装置に付設することが可能にされているのである。更に言うと、主レール１の両側方に添設した駆動用レール３及び停止用レール６はその平面状の上面が上レール材９の上面と面一にされているから、主レール１の上面を幅広く形成させ、上部ローラ３１の転接面積を増大させることができて車体２の安定走行を図ることもできるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の例の走行装置であり、（ａ）は概略正面図であり、（ｂ）は概略左側面図であり、（ｃ）は概略右側面図である。
【図２】（ａ）はレールの側面図であり、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図３】（ａ）は略水平なレールを車体が走行する状態の走行装置の側面図であり、（ｂ）は（ａ）の概略右側面図であり、（ｃ）は（ａ）の透視上面図である。
【図４】（ａ）は傾斜したレールを車体が走行する状態の走行装置の側面図であり、（ｂ）はレール台の一例の正面図である。
【図５】レールに走行する車体のシャーシ部分の上面図である。
【図６】レールに走行する車体のシャーシ部分の正面図である。
【図７】図６の左側面図である。
【図８】図６の右側面図である。
【図９】従来技術の例を示す走行装置の概略側面図である。
【図１０】従来技術の他例を示す走行装置の概略側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  主レール
２  車体
３  駆動用レール
４  駆動輪
５  駆動モータ
６  停止用レール
７  従動輪
８  ブレーキ装置
【図１】
2005096694.tif 000003
【図２】
2005096694.tif 000004
【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】
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【図９】
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【図１０】
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