(57)【要約】【課題】  傾斜地を往復走行する単軌条運搬車において、必要なときに確実に制動を効かすことができる制動装置を提供する。【解決手段】  傾斜地上に始点から終点に向かって全体としては上り勾配で架設された軌条に車輪を転動させて一定の向きのままで往復走行する単軌条運搬車において、車輪の回転を動力伝達系路を構成して制動機構に伝達するとともに、動力伝達系路に往行では動力伝達が切断され、復行では接続されるワンウェイクラッチを挿設したことを特徴とする単軌条運搬車の制動装置。【選択図】  図４
2007253839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜地上に始点から終点に向かって全体としては上り勾配で架設された軌条に車輪を転動させて一定の向きのままで往復走行する単軌条運搬車において、車輪の回転を動力伝達系路を構成して制動機構に伝達するとともに、動力伝達系路に往行では動力伝達が切断され、復行では接続されるワンウェイクラッチを挿設したことを特徴とする単軌条運搬車の制動装置。
【請求項２】
制動機構が動力伝達系路を構成する制動軸に制動軸の回転数に応じた制動力を付与する遠心式制動機構である請求項１の単軌条運搬車の制動装置。
【請求項３】
制動機構が動力伝達系路を構成する制動軸に調整可能な定格の制動力を付与する摩擦式制動機構である請求項１の単軌条運搬車の制動装置。
【請求項４】
動力伝達系路に車輪の回転数を増速して制動機構に伝達する増速装置を設けた請求項１〜３いずれかの単軌条運搬車の制動装置。
【請求項５】
単軌条運搬車が牽引車によって上下二輪ずつの車輪を有する乗用台車を牽引するものであり、制動機構を乗用台車に装備して上二輪又は上下四輪それぞれの車輪の回転力を動力伝達系路によって制動機構に伝達した請求項１〜４いずれかの単軌条運搬車の制動装置。
【請求項６】
軌条が角パイプであり、乗用台車の上車輪又は／及び下車輪が外周面にゴムを貼ったゴム車輪であって角パイプの上面又は／及び下面に転動するものである請求項５の単軌条運搬車の制動装置。
【請求項７】
軌条が角パイプにラックが貼設されたものであり、運搬車の車輪にラックに噛み合うピニオンが設けられている請求項１〜６いずれかの単軌条運搬車の制動装置。
【請求項８】
軌条が等高線方向に横行した後に回行して次の横行に移る形態を繰り返すＳ字路線に形成されるものである請求項１〜７いずれかの単軌条運搬車の制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜地等に架設された軌条に沿って走行する単軌条運搬車において、必要なときに確実に制動を効かすことができる単軌条運搬車の制動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
山の斜面等に開かれた果樹園等において、収穫物や資材或いは人員等の輸送のため若しくは各種の園芸作業を行うため、麓から目的地まで地上に軌条（単軌条が多い）を架設し、この軌条に沿って運搬車を走行させることがある。この軌条の路線は、目的によって種々の形態をとるが、全体としては、始点から終点に向かって上り勾配になっている。そして、運搬車は、一定の向きのままで上り勾配を昇り（登坂走行）、次いで、下り勾配を降りて来る（降坂走行）態様をとる。したがって、降坂走行等を考慮すると、制動機構は必須である。
【０００３】
この種の運搬車に装備される制動機構を大別すると、下記特許文献１に示される制動力を付与する制動軸の回転数に応じた制動力を発生させる遠心式制動機構と、変更可能な定格の制動力を発生させる摩擦式制動機構とがある。前者のものは、速度が速くなるほど大きな制動力が発生するから、一定以上の速度超過を抑制できる利点がある。一方、後者のものは、下り勾配等に基づく速度に応じて制動力を調整できる利点がある。しかし、いずれであっても、一般に、運搬車が登坂走行するときには制動機構は不要である。特に、後者のものは、常に制動力が働くから、その分だけ余分な駆動力を必要とする。
【０００４】
一方で、前者のものは、速度が遅いと制動力が十分に発生しないことから、特許文献１にも記されているように、制動軸に至るまでの伝達系路に増速装置を組み込み、制動軸の回転数を上げて所要の制動力が派生するようにしている。ところが、この方式による場合、たとえ無制動であっても、負荷の慣性能率が増大し、これまた余分な駆動力を必要とする。
【０００５】
ところで、単軌条運搬車では、一般に、軌条にラックを貼設してこれに車輪に設けたピニオンを噛み合わせる噛合式にして駆動力や制動力を高めている場合が多い。しかし、軌条の勾配が比較的緩い場合、下記特許文献２に見られるように、軌条を角パイプのみとし、これに車輪を転動させて駆動力を発揮させているものがある。ラックを節約して施設費を低減させるためであるが、このような場合、制動力に基づいて負荷が増大すると、車輪がスリップして走行できないといったことがある。
【特許文献１】特開２００２−１５５９７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１２０７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、一定の向きのままで往復走行する運搬車では、登坂走行と降坂走行とでは車輪の回転が逆になることに着目し、車輪から制動軸に至るまでの動力伝達系路に登坂走行では動力が切断し、降坂走行では接続するワンウェイクラッチを組み込むようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、傾斜地上に始点から終点に向かって全体としては上り勾配で架設された軌条に車輪を転動させて一定の向きのままで往復走行する単軌条運搬車において、車輪の回転を動力伝達系路を構成して制動機構に伝達するとともに、動力伝達系路に往行では動力伝達が切断され、復行では接続されるワンウェイクラッチを挿設したことを特徴とする単軌条運搬車の制動装置を提供したものである。
【０００８】
また、本発明は、以上の制動機構として、請求項２に記載した、制動機構が動力伝達系路を構成する制動軸に制動軸の回転数に応じた制動力を付与する遠心式制動機構である手段、請求項３に記載した、制動機構が動力伝達系路を構成する制動軸に調整可能な定格の制動力を付与する摩擦式制動機構である手段、請求項４に記載した、動力伝達系路に車輪の回転数を増速して制動機構に伝達する増速装置を設けた手段を提供する。
【０００９】
さらに、本発明は、以上の運搬車として、請求項５に記載した、単軌条運搬車が牽引車によって上下二輪ずつの車輪を有する乗用台車を牽引するものであり、制動機構を乗用台車に装備して上二輪又は上下四輪それぞれの車輪の回転力を動力伝達系路によって制動機構に伝達した手段を提供する。
【００１０】
加えて、本発明は、以上の軌条として、請求項６に記載した、軌条が角パイプであり、乗用台車の上車輪又は／及び下車輪が外周面にゴムを貼ったゴム車輪であって角パイプの上面又は／及び下面に転動するものである手段、請求項７に記載した、軌条が角パイプにラックが貼設されたものであり、運搬車の車輪にラックに噛み合うピニオンが設けられている手段を提供するとともに、路線の形態として、請求項８に記載した、軌条が等高線方向に横行した後に回行して次の横行に移る形態を繰り返すＳ字路線に形成されるものである構成を提供したものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の手段によると、車輪から制動機構に至る動力伝達系路にワンウェイクラッチを設けたことにより、登坂走行が多い往行時には制動機構が働かないから、余分な負荷の増大を防いで所望の速度まで速度を上げることができる。一方、降坂走行が主体となる復行時には、自重等によって速度が増加するが、制動機構が働いて危険速度を超えることが抑制できる。
【００１２】
さらに、請求項２の制動機構によると、速度に応じた制動力を付与できるし、請求項３の制動機構によると、調整可能な定格の制動力を付与できる。そして、これにおいて、請求項４の増速装置を設けると、制動トルクが小さくても車輪には大きな制動力を付与できる。なお、増速装置を設けると、その慣性能率の増大により、大きな負荷になるが、登坂走行が多い往行時には動力が切断するのであるから、問題はない。
【００１３】
この他、請求項５の運搬車によると、大きな制動力を得ることができるし、請求項６の軌条によれば、施設費が安くてすむ。また、請求項７の軌条によれば、制動力を増大させることができる。さらに、請求項８の路線によれば、資材等の運搬の他に各種の作業に役立てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一例を示す単軌条運搬車の側面図、図２は運搬車を構成する乗用台車の横断面図、図３は側面図であるが、この運搬車は、路線の始点から終点までに敷設される単軌条（以下、軌条）１に沿って走行させられるものである。この軌条１は、地上に高さ調整可能な支柱２で支えて架設してあり、地面が整地されていなかったり、凹凸があっても、比較的なだらかに敷設できる長所がある。ただし、路線は、終点に向かって全体的には上り勾配に構成されている。なお、本例における軌条１は、角パイプのみで構成されており、ラックや孔は設けられていない。
【００１５】
本例の運搬車は、牽引車３と乗用台車４と作業台車５で構成されており、牽引車３は、連結器６によって乗用台車４と作業台車５とをそれぞれ牽引するものである。本例の牽引車３は、車台７の上にエンジン８とミッション９を搭載しており、エンジン８の出力軸８ａに取り付けられたプーリ１０とミッション９の入力軸９ａに取り付けられたプーリ１１とをベルト１２で連結している。そして、車台７には、前後二つの上車輪１３と同じく二つの下車輪１４とが設けられており、これら上車輪１３と下車輪１４とで軌条１を上下から挟圧している。
【００１６】
具体的には、上車輪１３は車台７に固定されているが、下車輪１４は車台７に回動可能に設けられるアーム１５の先端に装着されている。前後二つの下車輪１４のそれぞれにはリング１６が付設されており、このリング１６にロッド１７が通されてスプリング１８で引っ張られる引張機構１９が設けられている。したがって、上車輪１３と下車輪１４とは、軌条１を上下から強く挟圧しており、摩擦力強化と脱線防止が図られている。
【００１７】
以上の四個の上車輪１３と下車輪１４にはそれぞれスプロケット２０、２１が付設されており、各々のスプロケット２０、２１とミッション９の出力軸９ｂに取り付けられたスプロケット２２との間にチェン２３が掛け回されている。なお、上車輪１３と下車輪１４とでは回転方向が異なるため、途中にアイドルスプロケット２４を設けて回転方向を調整している。さらに、引張機構１９の作動によってチェン２３の長さが変動するから、テンションスプロケット２５によって緩みを吸収している。これにより、エンジン８の動力は、上車輪１３と下車輪１４のすべてに伝えられることになってより高い駆動力を発揮するものとなる。
【００１８】
乗用台車４は、作業者が乗るものであり、車台２６とその上に搭載される座席２７とを有し、車台２６には牽引車３と同じく前後二つの上車輪２８と同じく二つの下車輪２９が設けられている。なお、これにおいて、下車輪２９がアーム３０に設けられ、これらが引張機構３１で引っ張られており、四つの上車輪２８及び下車輪２９とで軌条１を上下から強く挟圧している点は同じである。
【００１９】
作業台車６は、作業設備を搭載するものであり、本例では、ホッパーや散布機等の肥料散布設備３２を搭載している。また、乗用台車４と同様に、上下二つずつの上車輪２８と下車輪２９が設けられており、これらを引張機構３１で引っ張って軌条１を上下から強く挟圧している。なお、作業台車５を乗用台車４と別個に設けたのは、軌条１を小さな曲率半径で湾曲させる場合、車体長をあまり長くとると脱線のおそれがあるからであり、旋回が可能であれば、一台で兼用してもよい。
【００２０】
これら運搬車には制動機構３３が備えられており、本例における制動機構３３は、遠心式制動機構３３ａであって乗用台車４に設けられている。ここでいう遠心式制動機構３３ａとは、制動軸３４にその回転数に応じた制動力が付与されるものであり、例えば、制動軸３４の周囲に制動ドラム３５を固定しておき、制動軸３４にその回転数に応じて外方移行力（遠心力）を発生する回転ブレーキシュー３６を取り付けたものがあるから、これを適用すればよい。
【００２１】
また、本例では、乗用台車４の二つの上車輪２８を制動輪としており、これら上車輪２８の回転をチェン・スプロケット等からなる動力伝達系路３７で制動ドラム３５の中に収容される制動軸３４に伝えている。図４は上車輪２８から制動機構３３に動力を伝達する模式図であるが、本例では、この動力伝達系路３７にワンウェイクラッチ３８を設けている。ここでいうワンウェイクラッチ３８とは、駆動軸の一方向の回転は従動軸に伝えるが、他方向の回転は伝えないもので、種々の構造のものが市販されているから、それを使用すればよい。
【００２２】
本例では、ワンウェイクラッチ３８をクラッチ箱３９に収容し、これに上車輪２８から動力伝達系路３７で連結している。そして、クラッチ箱３９から別の動力伝達系路４０を構成して制動軸３４と連結している。なお、図示は省略するが、上下四輪２８、２９の回転を動力伝達系路３７によって制動機構３３に伝えてもよい。これによると、上下四輪２８、２９が制動輪となり、より大きな制動力を付与することができる。
【００２３】
加えて、本例では、ワンウェイクラッチ３８の下流側に増速装置４１を設けており、上車輪２８の回転数を増速して制動軸３４に伝えている。これは、制動軸３４の回転数を上げて制動力を高めるためと、制動を効かす回転数の感度を上げるためである。この増速装置４１としては、複数のギアを噛み合わせた公知構造のもので足り、増速比は、２〜１０程度のものでよい。
【００２４】
さらに、本例では、駐車ブレーキ４２も併設している。この駐車ブレーキ４２としては、増速装置４１の適宜な伝動軸（或いはそれに嵌合したブレーキ盤）をシュー等で締め付ける摩擦式のブレーキ（図示省略）で足り、ブレーキレバー４３を引くことで、ブレーキが効くようにしている。なお、これらクラッチ箱３９や増速装置４１は、座席２７の下に収容してスペースを節約している。
【００２５】
以上は、制動機構として遠心式制動機構３３ａを示したが、摩擦式制動機構３３ｂであってもよい。図５は摩擦式制動機構３３ｂの説明図であるが、この場合は、制動ドラム４４を制動軸３４に連結しておき、制動ドラム４４の中に内拡式のブレーキシュー４５を固定して設けたものである。この場合のブレーキシュー４５は、拡張器４６でスプリング４７の力によって拡張勝手になっており、その拡張力（制動力）は、調整具４８でスプリング４７の強さを変更することで調整できるようになっている。このものは、制動力が常に働くが、始点に向かって終始下り勾配になっているような場合にはこれでよいし、何よりも、制動力を外部から調整できるのと、構造が簡単な利点がある。
【００２６】
さらに、本例では、軌条１としてラックがないものを使用しているため、これら上車輪２８と下車輪２９にも特別の工夫を施している。すなわち、外周面にウレタンゴム等からなるゴム２８ａ、２９ａを貼ったゴム車輪を使用している。なお、ゴム２８ａ、２９ａの貼着は、円筒形に成形したものや平板体を外周面に加硫接着したり、ゴム液を塗着するものがあるが、いずれの方法であってもよい。ただし、ゴム２８ａ、２９ａは、ある程度の摩耗に耐えられる厚みである必要がある。これは、摩擦係数を高めて制動力を増すためのものであるが、こうすることにより、振動の吸収や音の低減も可能にしている。なお、制動力を求められる車輪のみをゴム車輪としてもよい。
【００２７】
ところで、以上において、ゴム車輪は、乗用台車４の上車輪２８と下車輪２９とであるとしたが、牽引車３や作業台車５の上車輪１３、２８や下車輪１４、２９についても同様である。特に、牽引車３では駆動力を求められるため，上車輪１３と下車輪１４とを摩擦係数の高いゴム車輪とすることは意義がある。本例のようにラック＆ピニオンによらない運搬車では、登坂力を高めるためにも、摩擦係数を増大することは重要である。この方式によった場合、３０°程度の傾斜は登坂できることが確認されている。
【００２８】
この他、以上では、軌条１としてラックを貼設しないラックレスのものについて説明したが、ラックを貼設する通常タイプのものであっても、本発明は適用できる。すなわち、登坂走行が多い往行では、上車輪２８から制動機構３３に至る動力伝達をワンウェイクラッチ３８で切断することは、そうでなくても負荷が増大する登坂走行で余分な負荷を増大させないといった優位性は変わらないからである。特に、増速装置４１を設けている場合は殊更である。
【００２９】
図６は軌条１の路線を示す平面図であるが、運搬に加えて各種の作業ができることを重視する運搬車では、軌条１の支線として、樹木間を等高線方向に横行して樹木群の終りで回行して次の樹木間の横行に移行する形態を繰り返すジグザグのＳ字路線Ｓとする場合が多い。この場合、横行部Ｓａの間隔は、樹木を一本挟む程度の狭い間隔が作業性も高いから、回行部Ｓｂの曲率半径もいきおい小さくなる。このような路線では、横行部Ｓａでは勾配が比較的緩くなるという利点はあるが、総延長が非常に長くなるから、ラック付きの軌条１を使用すると施設費が嵩む。
【００３０】
このため、ラックレスの軌条１を使用することになるのであるが、加えて、回行部Ｓｂの曲率半径が小さいと、ラック＆ピニオン等による噛合式では、ラックを所定幅に亘って一様なピッチに形成できないことから、ピニオンとうまく噛み合わず、噛合式を採用しようにもできないことがある。この点で、ラックレスの軌条１を使用せざるを得ないことがあり、本発明の重要性が認識できる。
【００３１】
Ｓ字路線を作業しながら往復行する運搬車の場合、牽引車３に乗用台車４と作業台車５を連結して出発地を出発する。横行部Ｓａの途中等で運搬車を止めて（このとき駐車ブレーキ４２を効かしておく）、所定の肥料散布作業を繰り返し、目的地まで登坂しながら往行する。なお、作業は、乗用台車４から降りて行うこともできるが、このような場所は傾斜地で足場が悪いことが多いので、乗用台車４に乗ったままで作業するのが安全である。この点で、作業台車５の肥料散布設備３２は、乗用台車４に乗った状態で操作ができるようにしてある（牽引車３に設けられる操縦装置も同様）。
【００３２】
この間、ワンウェイクラッチ３８の作用により、上車輪２８（制動輪）の回転は増速装置４１や制動軸３４に伝わらない。したがって、増速装置４１による慣性能率の増大に基づく大きな負荷を要求されることはなく、所要の駆動力を有するのみで登坂できる。特に、回行部１ｂでは、最大傾斜線に沿う急傾斜となっているが、この登坂を可能にする能力を備えておれば足りる。運搬車３が目的地まで往行したなら、向きはそのままにして出発地まで復行する。この復行は、全体としては、降坂走行であるから、制動を効かしながら走行する必要がある。
【００３３】
この制動は、作業者（操縦者）が自ら操作して行うものであってもよいが、安全性をいうなら、自動的に働くのに越したことはない。この点、本発明の場合、運搬車が復行するときには上車輪２８は逆転するから、ワンウェイクラッチ３８が作動して制動機構３３が働き、速度の上昇を抑える。これにおいて、増速装置４１を有する遠心式制動機構３３ａとした場合、制動力は、制動軸３４の回転数に高感度で対応するものになるから、速度を一定以上速くしない効果がある。この場合、復行は、全体としては下り勾配を降坂走行することになるから、この速度抑制効果は、安全確保上非常に重要であり、ここに本発明の意義がある。
【００３４】
以上は、本発明の基本的な形態であるが、本発明は、この他に種々改変された形態をとることがある。例えば、ワンウェイクラッチを増速装置に組み込んでもよく、こうすると、一つのギアボックスで足りる。この場合、ワンウェイクラッチをそれほど慣性能率の増大をもたらさない増速装置の比較的上流（駆動原）側に組み込むとすれば、回転数が高くなった分だけその容量を小さくできる利点がある。また、軌条の面に砂等を付着させたり、波形状にしたりして摩擦係数を高めるのも効果的である。さらに、制動装置を設ける個所は、牽引車や作業台車であってもよいし、適用される作業は、肥料散布作業に限らず、防除作業を始めとする種々の作業を含むのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】単軌条運搬車の側面図である。
【図２】単軌条運搬車における乗用台車の横断面図である。
【図３】単軌条運搬車における乗用台車の側面図である。
【図４】上車輪から制動機構への動力伝達を示す模式図である。
【図５】摩擦式制動機構の説明図である。
【図６】単軌条運搬車の路線の平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      軌条
２      支柱
３      牽引車
４      乗用台車
５      作業台車
６      連結器
７      牽引車の車台
８      エンジン
８ａ    出力軸
９      ミッション
９ａ    入力軸
９ｂ    出力軸
１０    プーリ
１１    プーリ
１２    ベルト
１３    牽引車の上車輪
１４      〃  の下車輪
１５    アーム
１６    リング
１７    ロッド
１８    スプリング
１９    引張機構
２０    スプロケット
２１    スプロケット
２２    スプロケット
２３    チェン
２４    アイドルスプロケット
２５    テンションスプロケット
２６    乗用台車の車台
２７        〃  の座席
２８    乗用台車の上車輪
２８ａ          〃      のゴム
２９        〃  の下車輪
２９ａ          〃      のゴム
３０    アーム
３１    引張機構
３２    肥料散布設備
３３    制動機構
３３ａ  遠心式制動機構
３３ｂ  摩擦式制動機構
３４    制動軸
３５    制動ドラム
３６    回転ブレーキシュー
３７    動力伝達系路
３８    ワンウェイクラッチ
３９    クラッチ箱
４０    動力伝達系路
４１    増速装置
４２    駐車ブレーキ
４３    ブレーキレバー
４４    制動ドラム
４５    ブレーキシュー
４６    拡張器
４７    スプリング
４８    調整具
Ｓ      Ｓ字路線
Ｓａ        〃  の横行部
Ｓｂ        〃  の回行部
【図１】
2007253839.tif 000003
【図２】
2007253839.tif 000004
【図３】
2007253839.tif 000005
【図４】
2007253839.tif 000006
【図５】
2007253839.tif 000007
【図６】
2007253839.tif 000008