軌道および軌道走行システム

本発明は、傾斜地に形成され、車両が走行するための軌道およびその軌道を走行する車両を含む軌道走行システムに関する。

従来、ケーブルカーやカーレーター等の傾斜地に形成された軌道(以下、傾斜軌道と称する)を走行する車両が知られている。通常の自動車のように、車台に対して略垂直に座席が設けられている車両を傾斜軌道を走行させると、車台が軌道と平行となるに伴い、座席も傾斜する。そのため、乗り心地が低下するという問題があった。このような問題を解決するために、従来のケーブルカー等は特許文献1の図5に示されているように、軌道の傾斜角に応じて、座席を車台に対して傾斜するように設けている。しかしながら、この場合には、軌道の傾斜角が変化すると座席の水平を保つことができなくなり、乗り心地が低下するおそれがある。

さらに、軌道の傾斜角が変化した場合でも、車台の水平を保つための技術が提案されている。特許文献1の傾斜地走行車両では、人や物を積載する車体を、進行方向と直交する方向の軸を回転軸として回動可能に設けている。この傾斜地走行車両では、軌道の傾斜に応じて車体が水平となるように回動させている。

また、特許文献2の搬送台車の水平姿勢維持機構では、走行方向に凹型に湾曲形成され、平行に配置された1対のガイドレールを設け、傾斜に応じて車体がガイドレール上を揺動し、車体の水平を保つよう構成している。

特開平6−344944号公報

特開2000-264197号公報

上述した特許文献1,2の技術では、軌道の傾斜に応じて車体の水平を維持するよう動作するため、傾斜角度が変化しても常に車体の水平を維持することができる。しかしながら、これらの技術では制御が複雑であり、また、車体が高価になる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で傾斜軌道を走行する車両の車体の水平を維持する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る、車体と、前輪と、当該車体の幅方向において当該前輪とは異なる位置に設けられた後輪と、を備えた車両が走行し、当該車両の進行方向に傾斜している軌道の好適な実施形態の一つでは、前記前輪が接地する前輪軌道と、前記後輪が接地する後輪軌道と、を備え、前記前輪軌道と前記後輪軌道とは前記車両の走行方向に直交する方向に並設され、前記傾斜が上り勾配の場合には、前記前輪軌道よりも前記後輪軌道の方が高い位置に形成され、前記傾斜が下り勾配の場合には、前記後輪軌道よりも前記前輪軌道の方が高い位置に形成されている。

本発明に係る軌道の好適な実施形態の一つでは、前記前輪軌道と前記後輪軌道との高さの差は、前記傾斜の角度と、前記前輪の軸と前記後輪の軸との軸距と、によって定められている。

本発明に係る軌道の好適な実施形態の一つでは、前記前輪軌道と前記後輪軌道とのうち、高い位置に形成されている方は、前記車両の走行方向に直交する方向において外側に設けられている。

本発明は、上述のいずれかの軌道と、車体と前輪と後輪とを備えた車両と、を備えた軌道走行システムも権利範囲としており、そのような軌道走行システムは、前記車両は、前記車体の幅方向において、前記前輪と前記後輪とが異なる位置に設けられている。

また、本発明に係る軌道走行システムの好適な実施形態の一つでは、前記車両は、2つの前記前輪と、2つの前記後輪と、を備え、前記2つの前輪間の距離と、前記2つの後輪間の距離とが異なっている。

上り斜面に設置された軌道および車両を表す斜視図である。

車両の底面図である。

前輪軌道と後輪軌道との高低差を求めるための模式図である。

前輪軌道の拡大断面図である。

下り斜面に設置された軌道および車両を表す斜視図である。

以下に図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。図1は、上り勾配となるように設けられた軌道1と、その軌道1を走行する車両2と、の概略斜視図である。本実施形態の車両2は、ケーブルカーやカーレーター等のように乗車した人員を傾斜地に沿って運搬するために使用される。

〔車両〕 図に示すように、車両2は、車体21,2つの前輪22,2つの後輪23を備えている。図2は、車両2を底面から見た図である。図に示すように、前輪22のトレッド(以下、フロントトレッドと称する)T_Fと、後輪23のトレッド(以下、リアトレッドと称する)T_Rとは、異なるように構成されている。具体的には、T_F

Rとなっている。換言すると、車体21の幅方向において、前輪22と後輪23とは異なる位置に配置されており、前輪22の接地位置と後輪23の接地位置とは異なっている。そのため、車両2を直線走行させた場合には、前輪22の軌跡と後輪23の軌跡とは異なる位置となる。また、前輪22の軸と後輪23の軸との軸距(以下、ホイールベースと称する)はLである。

〔軌道〕 図1に示すように、軌道1は、前輪軌道11,後輪軌道12,基準軌道13を備えている。基準軌道13には、車両2に駆動力を付与するためのドライブチェーンを配設することができる。この場合、車両2の底面等にドライブチェーンに係合する係合部を設ければよい。当然、車両2に対して他の駆動力を作用させても構わないし、車両2自身にモーターやエンジン等の駆動力を設けて、車両2を自走させても構わない。車両2にモーターを備える場合には、車両2の底面等に集電器を設け、基準軌道13埋設されたにトロリー線から電力を受ける構成とすることもできる。なお、本実施形態では、前輪軌道11は基準軌道13よりも高い位置に設けているが、前輪軌道11を基準軌道13と同じ高さに設けても構わない。

前輪軌道11と後輪軌道12とは、車両2の進行方向に直交する方向(以下、進行直交方向と称する)において、併設されている。具体的には、進行直交方向において、基準軌道13の両側に前輪軌道11が設けられ、さらに、各々の前輪軌道11の外側に後輪軌道12が設けられている。

上述したように、車両2はフロントトレッドよりもリアトレッドの方が大きくなるように構成されている。また、前輪軌道11と後輪軌道12との幅は、車両2のフロントトレッド,リアトレッド、車輪の幅等に応じて、車両2の前輪22が前輪軌道11上に位置し、後輪23が後輪軌道12上に位置するように設定されている。これにより、前輪22および後輪23はそれぞれ、前輪軌道11および後輪軌道12に接地するとともにその上を転動することができる。なお、前輪軌道11,後輪軌道12の車輪との接地面には、滑り防止のための凹凸等を形成することも好ましい。この場合、前輪軌道11と後輪軌道12の両方に凹凸を形成するのではなく、駆動輪に対応する軌道にのみ凹凸を形成しても構わない。

また、図1に示すように、上り勾配の軌道1では、前輪軌道11よりも後輪軌道12の方が高い位置に設けられている。軌道をこのように構成することにより、走行中に後輪23が持ち上げられ、車体21が後下がりになりにくくなっている。

傾斜した軌道1を走行する際の乗り心地を低下させないためには、車体21が水平であることが望ましい。図3は、車体21が水平となるときの前輪軌道11と後輪軌道12との高低差dの求め方を模式的に表した図である。なお、ここでの前輪軌道11と後輪軌道12との高低差dは、軌道1に直交する方向における距離である。

軌道1の傾斜角をθ,側面視における前輪22の中心をO_F(x_F,y_F),後輪23の中心をO_R(x_R,y_R),前輪22および後輪23の半径をrとする。また、後輪軌道12の傾斜が始まる地点を原点Oとしている。このとき、前輪22の中心のy座標y_Fおよび後輪23の中心のy座標y_Rはそれぞれ以下の式で表すことができる。

先ず、前輪22の中心O_Fのy座標y_Rと、後輪23の中心O_Rのy座標y_Fとは以下の式で表すことができる。

車両2の車体21が水平になるとき、y_R=y_Fである。したがって、上式より以下の関係が成り立つ。

両辺にcosθをかけ、dについて解くと以下のようになる。

したがって、傾斜軌道1の途中で傾斜角θが変化したとしても、前輪軌道11と後輪軌道12とを、その高低差d=Lsinθとなるように構成すれば、車両2の車体21は水平となる。なお、傾斜角θが変化する前後では、高低差dを緩やかに変化させることにより、乗り心地が低下することを抑制することができる。

図4は、前輪軌道11の拡大断面図である。前輪軌道11の走行直交方向の少なくとも一方側には、車輪の脱輪を防止するための脱輪防止壁11aが立設されている。この図では、図中左側には前輪軌道11よりも高い後輪軌道12が設けられており、これが車輪の脱輪を防止するのに寄与するため、図中左側には脱輪防止壁を設けていないが、図中左側に脱輪防止壁を設けても構わない。なお、図では前輪軌道11に脱輪防止壁を設けた例を示したが、脱輪防止壁は前輪軌道11と後輪軌道12とのいずれか一方、または両方に設けることができる。

図1に示した軌道1は上り勾配であるが、図5に示すように、軌道1は下り勾配にも適用することができる。車両2を転回させて下り勾配を走行させる場合には、前輪軌道11の方が後輪軌道12よりも高い位置に設けられる。なお、この実施形態では、前輪軌道11と後輪軌道12との走行直交方向における位置関係は上り勾配も下り勾配も同様である。

しかしながら、前輪軌道11と後輪軌道12とのうち、高い方が走行直交方向の内側に配置されると、勾配がきつくなると車両2の車体21に軌道1が接触するおそれがある。それに対して、前輪軌道11と後輪軌道12とのうち、低い方を走行直交方向の内側に配置すれば、軌道1と車両2とが接触しにくくなる。ただし、その場合には、上り時と下り時で、車両2の前輪22と後輪23とが反対となる。すなわち、車両2を往復走行させる必要がある。

〔別実施形態〕 (1)上述の実施形態では、車両2は2つの前輪22と2つの後輪23を備えていたが、いずれかを1輪とし、3輪車両として構成しても構わない。この場合には、車輪の構成に応じて前輪軌道11と後輪軌道12とを構成すればよい。

本発明は、車体と、前輪と、車体の幅方向において前輪とは異なる位置に設けられた後輪と、を備えた車両を走行させる軌道や、これらから構成される軌道走行システムに利用することができる。例えば、カーレーター等の人員を運搬するシステムだけでなく、車椅子や買い物カートが通行するスロープ(軌道面が移動するものを含む),遊園地等の遊具等にも利用することができる。

1:軌道 11:前輪軌道 11a:脱輪防止壁 12:後輪軌道 13:基準軌道 2:車両 21:車体 22:前輪 23:後輪