【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】本発明は主として中央列車輪車輪駆動軌道車と該軌道車にプロペラ推進を加えた飛行軌道車及びその軌道システムに関する。 より詳細には、一条の軌道上を転がる１乃至複数の支持輪を車両の前後方向の中央線の下方に設け、該支持輪の一個乃至複数を軌道車に搭載した原動機に連結するとともに、該軌道車に前記レールより上方の水準に左右の案内輪を設けて軌道装置に設けた左右の案内体に案内せしめて成る中央列車輪駆動軌道車と、該軌道車にプロペラ推進装置を設けて成る複合進行式の飛行軌道車、及びそれらの運行を支持する軌道システムと、前記中央列車輪駆動軌道車或いは飛行軌道車による科学模型、或いは遊戯装置等の構造とシステム等に関する。 【従来の技術】従来の高速軌道システム、例えば新幹線・常伝導磁気浮上車システム等は、車両一台の重量は軽くとも１０数トン以上４０数トンもある。 人間一人６０
キロとすれば、車重／人数＞２００キロで、この値を単位車両重量と呼ベば、この重い単位車両重量のために、
直線的に広い幅で堅固に軌道を構築する必要があり、建設用地の確保が困難となってきている。 そのため、小間切れの供用でも使える道路の建設が主であり、エネルギーを過消費しかつ大気汚染が問題な航空機輸送が伸びてきている。 軽便な軌道を市街地に架設する目的で出願した本願人による昭和５８年特許願第０９４８６９号−飛行車は、プロペラ推進によるもので、プロペラ制動だけでは低速時には風害、停車の維持手段等での問題があった。 超伝導の磁気浮上車システムはエネルギー消費が新幹線の数倍で省エネルギーとは逆の技術である。 【発明が解決しようとする課題】本発明の最大の課題は、市街の交通施設上の空間にも建設可能な軽量軌道に、従来の軌道車の数分の一以下の軽量化車体にプロペラ推進を併用した複合駆動により、最も省エネルギーでかつ高速の大量輸送手段を提供し、世界のエネルギー消費を減らして熱と炭酸ガス汚染の地球環境を改善することである。 本発明の詳細な課題の第一は軽量で高速の中央列車輪駆動方式の提供である。 第二は急制動でもレールを磨耗させず、車輪の滑りや偏磨耗を生じないプロペラ制動と車輪制動との複合制動方式の提供である。 第三は高速で車輪の滑りの発生を防ぐ車輪駆動とプロペラ駆動との複合駆動方式の提供である。 第四は車両姿勢を安定して高速走行を安全にする案内方式の提供、第五はカーブを安全に走行できる車体の傾斜調節緩衝装置の提供、第六は市街地の空間にも短期間で建設可能な軌道構造の提供、第七はカーブと直線区間に共用できる軌道支持構造の提供、第八は推進と制動バンタグラフ或いは集電靴の提供、第十は軌道の分岐構造の提供、第十一は狙撃遊戯システムの提供、第十二は軌道装置と該装置の模型にも使える組み立て構成方式の提供である。 【課題を解決するための手段】本発明は、駆動輪を中央の単列にして数を減らす中央列車輪駆動方式として、
一輪対称車輪駆動方式 二輪対称車輪駆動方式
ツバ歯車駆動方式等が好ましく、例えばの一輪対称車輪駆動方式は駆動装置が左右対称であり、車体の中央線の直下に駆動輪が位置する点が特徴で、該駆動輪の両側にブレーキを設けるとともに該ブレーキの外側に左右の支持枠を設け、該左右の支持枠に支持される駆動輪に軸受けを介して取り付けてあるギアーケースは支持枠に固定してあり、該ケース内で大歯車は前記駆動軸と嵌合わせてあり、上方で小歯車と噛み合い、該小歯車は緩衝装置を介して原動機に連結してある。 の二輪対称車輪駆動制動方式は駆動歯車装置を納めたギアーケースが車体の中央線の直下に位置する点が特徴で、左右の支持枠に回転自在に支持される駆動軸の中央に大歯車が嵌合され、該ケースの左右に駆動輪・ブレーキが該駆動軸に取り付けてある。 前記及びの駆動方式は駆動歯車機構がギアーケース内で油潤滑であり、コンパクトで空気抵抗を減らすので、大型の高速車輛・運搬車輛で省エネとなる。 小型の軌道車にはブレーキを省略して簡単な構造にし、電源のＯＮ・ＯＦＦで制御するのも好ましい。 のツバ歯車駆動方式は、駆動輪と一体に構成した大歯車に伝導歯車を係合し、該伝導歯車を原動機に連結して成り、歯車に合成樹脂例えばナイロンを使用すれば、簡単な機構で小断面で無給油なので、例えば模型の構成に望ましい。 複合制動方式は、停止或いは低速時には車輪制動、中速或いは高速時にはブロペラの逆推力で減速せしめる。 車輪制動は周知されている公知の手段、
例えばデイスクブレーキも好例だが、によるので省略する。 プロペラ制動については、（１） パイロン台の回転、（２） プロペラを可変翼にする、（３） 最大翼弦幅の位置の迎え角を４５度程度に形成して推進モータを逆転せしめる等で制動せしめる。 強度を要するので定型に構成するのが望ましく、低騒音を目的に短径ではばを広くして低回転でも大推力がだせる外形が好ましい。
案内システムは、軌道装置に設ける案内体と中央列車輪駆動軌道車に駆動輪の踏面より高い水準において、
等速逆回転式、 自在回転式、 強制弾力接触式等の案内装置とを主として構成してある。 案内体は車両の左右に設けた案内装置、例えば案内輪、を介してカーブでの車輛の傾斜による荷重を案内体で支持し、車両の姿勢を支持レールに対して直立的に安定させ、高速走行を可能にする。 通常は高速用としては、衝撃磨耗剛性に強いレール用の鋼鉄性の型材を案内装置の高さの水準で軌道装置に設ける。 該型材の断面形状は主としてＨ型、
コ型、Ｔ型等をベースに変形させ、交換の容易な形状が望ましい。 小型軽量の車両、例えば模型では合成樹脂素材を用いて加工性をあげ、軽量化するのが望ましい。 車両の案内装置は例えば案内輪では車両の両側に縦軸、横軸、斜め軸等で設けられる。 車体を回転式の台車で支持する場合は台車の両側に少なくとも一対を左右平行に設ける。 その構成は、（１） 左右の案内輪を等速で、かつ逆回転に係合し少なくとも一方を案内体に接触回転せしめる。 （２） 案内輪をモータで車両速度と等速に駆動して案内体に接触せしめる、（３） 強制弾力接触式で一対の案内輪の軸間距離を拡大する圧力を弾力装置で与えて、双方の案内輪の外周を案内体に強制接触せしめて回転案内させる。 （４） 案内輪を高温超伝導素材を主として構成し、案内体に給電して案内体面を電磁的に滑らせる等であるが、模型或いは小型車両等では自在回転式が簡単で、素材として合成樹脂を用いるのが軽量で好ましい。 横軸の案内輪では、車高が低くなりプロペラ推進装置は車両上になり地面効果が大低下して好ましくない。 軌道構造は、枕木のようにレールを支え、かつレールの踏面より高い水準に左右の案内体を着脱自在に取付ける支持アークの構成を提供し、地上に於いてはコンクリートによる軌道装置に該支持アークを個別に量産して供給し工期を短縮するのが好ましい。 。 高架式では、
強度が大で低価格の鉄を塗装不要にした複合材例えば、
ジシクロペンタジエンとの複合成形部材を使用し、支持アークや、レールの支持骨材はカーブ、直線区間とも主としてコンクリート製或いは鋼鉄製の同一の部材を用いて、現場で適宜にレールの傾斜度を調節できて、コンクリートの打ち込みの準備期間を短縮しかつ、精度の高い工事を可能にするのが望ましい。 支持アーク間でレールを支持するレール支持体の接続部毎に、コンクリート製或いは、鋼鉄製の支柱を構築し、次に該支柱の上部にレール支持体を延々と置いて固定し、該レール支持体の上部に、アーク固定体の中央部分の下部を一体に固定した固定肢を、一体に固定することもできる（後述）。 更に該アーク固定体の上方に支持アークを所定の角度（後述）で固定具で取り付け、該支持アークにレール及び左右の案内体を取り付けるのも好ましい。 車体と台車の緩衝装置では、軸バネ或いは枕バネにダンパーを並べて取付けるのもよいが、自動的に車体を傾斜せしめる緩衝装置＝カーブで車体の遠心力の掛かる側が高まり反対側が低く沈む＝バーベル式空気バネ緩衝装置を用いて軽量化し、カーブでの安定性と高速性を高めるのが好ましい。
本発明によるバーベル式空気バネ緩衝装置は、主として、（１）連結棒の両端部にボール状の膨大部を取付けて成るバーベル形状の連結棒と（２）該膨大部を収容し、かつ所定角度内で回動自在に支持するとともに、膨大部より小径の軸受を取付けた離脱制止縁を開口部に設けた回動支持室を半分づつ有する上下の穴付支持函と、
カバー支持函各１個とを合体して構成した回動支持函と、（３） 前記連結棒を貫通せしめる中央孔を有するドーナツ形状のゴム製の空気バネ、とで構成してある。
更に、支持棒が外方には傾かない角度で回動支持函を台車に取り付けるとともに、車体には支持棒の上方の間隔を狭くし、かつ下方の間隔を適宜に広くして他方の回動支持函を取り付け、カーブ区間で車体に遠心力が掛かれば、遠心側を高くし、求心側を低く沈ませて、走行安定性を高めるのが好ましい。 複合駆動方式では、低速時は車輪駆動力の加速力の増大に有効であり、高速では駆動輪の回転速度と車体の速度の差より駆動輪の滑り或いは空転を検知してプロペラ推力を適切に増大して駆動力以上の加速と高速性を車輛に具備せしめ得る。 その検知方式は、１例をあげると、新幹線の方式があり、更に他の１例をあげれば軌道に一定間隔に設けた標識例えばある種の光線の反射体を標識として設け、一定時間に通過した該標識の数をカウントして車輛の実速度を計り、他方では車軸の回転数より車輪の回転速度を計り、実速度と回転速度との差を検知装置例えば、一定距離の標識と該標識をセンサーでカウントする方式等、で測定し、一定の許容範囲より前記の差が大になった時、実速度が大の場合では駆動回転数を増大し、回転速度が大の場合ではプロペラ推力を増大して高速走行を実現する。
又、（１）プロペラ推力の上下方向を調節し、車輛重量の前後の負荷のバランスを保てる、（２）カーブ区間では具有する左右のプロペラの内側の推力を小にし、外側の推力を適度に大に制御してカーブでの安定走行を高められ、（３） プロペラ推進の前後方向は、パイロン台の回転で推力の方向を逆にできるし、又プロペラのピッチ角を翼弦幅最大の位置で約４５度にして逆回転にする、（３）推進モータの逆回転等で行なえる。 更に、プロペラの形状は迎え角を約４５度にして、幅を広く、短径に形成すると、回転数に比して推力と制動力が大となり、風切量が減り低騒音となり、更にその翼を後退させてあれば、空気を押す圧力の積が大となり、推力が増大する。 集電装置は、本発明の集電靴は、軽量化のためにすり板以外は、良電導性、強弾力性、耐腐食性、強靭性を具備する肉薄の金属板、例えば燐青銅板或いは鍍金した弾性鋼板の如きを素材に用いて構成する。 進行方向には、構成する薄板の厚みの断面とすり板の側面を向けるだけで、揚力を生じ難く好ましい。 取付けは、保守性を高めるため、簡単に構成するのが望ましい。 トロリー線の高低差が小さいので、外形の大きさが約２０ミリ立方から３００ミリ立方の大きさの範囲で構成して小型の模型より大型の高速車輛にまで適用できる。 すり板を上方に向けて取付ければパンタグラフとして使用できる。
数本のネジで着脱自在なので、小型の模型にも使用できて交換・修理等が容易である。 搬送システムは、一定区間の郵便物専用で断面が約１平方メートルのパイプ型の高架軌道を高速路或いは在来鉄道沿いに設ければ、新規の用地が不要になる。 模型或いは遊戯装置は、標的を搭載して周回軌道を走行せしめて狙撃台からの命中率を競うゲームとか、周回スピードを競うようなゲーム等にも使用できる。 軌道の分岐構造は、横スライド部分上部の軌道を台上に一体に固定するとともに該台の下方にスライド構造例えば、レールと車輪の組合せその他により正確に所定位置に移動して軌道の分岐をし、交差では回転部分の一本の軌道装置の所定位置の下方を回転構造として、所定角度の回転で所定方向に接続可能とする。 【実施例１】図１より図８は本発明によるＩ実施例の概略図で、図Ｉの高架軌道はコンクリート台座で固定した支柱５０を所定間隔で配置してあり、その上部にＨ鋼製のレール支持体３１が固定してある。 該レール支持体３
１にはアーク固定体２５の中央下部のゲート状の左右の固定肢５１の横梁４９が一体に固定してある。 該左右の固定肢５１はレール支持体３１を挟んで下方で支柱５０
の上部に固定してある。 アーク固定体２５の上面には鉄骨コンクリート製の支持アーク２２を固定具２６で固定してある。 カーブ区間では、カーブの勾配に応じた傾きで支持アークを固定してある。 この支持アーク２２の上の内側にレール２３が取付けてあり、レール底面とレール支持体３１との間にはレール台４８がある。 該レール台の上面はアーク状でレールがカーブで傾けて密着して取付けてある。 レールを支持する前記支持アーク２２の上部左右内側には案内体２４が置かれ、上部は案内体固定具７４でおさえて有り、下方内側留具７５で停めてる。 更に、前記案内体２４の上部には碍子２１が取り付けてあり、該碍子２１を介してトロリー線２９を支持している。 組立式模型では、図１１に示す如く、アーク固定体２５の底面の形態を平面上に定置可能に構成すればカーブの傾斜も調節できるから、一定の長さの軌道セットを組み立て解体自在に製作できる。 本例の飛行軌道車１の車両は車体２と台車３とでなる。 車体２は断面が半円形で、運転室の直後及び最後部の両側にアーク形の扉がある。 該車体２を支持する台車３はバーベル式空気バネ緩衝装置３０により弾力的に台車３に結合してある。
該緩衝装置３０は両端部に取付けたボール状の膨大部を持つバーベル状の連結棒１７と、該膨大部を所定範囲の角度で回動自在に支持しつつ収容し、該連結棒を回動自在かつ滑動自在に支持する軸受を取付けた離脱制止縁を開口部に設けた回動支持室を有する上下の回動支持体各１個と、前記連結棒１７を貫通せしめる中央孔を有するゴム製のドーナツ状の空気バネ１８とで構成してある。
該回動支持体は穴付支持体１５とカバー支持体１６の合体で成り、かつ回動支持体の少なくとも一方（本例では下方の回動支持体）の回動支持室の奥が膨大部を所定の深さまで引っ込ませ得る大きさで形成せしめて成る（図２、４、９、１０）。 このバーベル式空気バネ緩衝装置の組み立ては、前記空気バネ１８の空気を抜き、その中心の穴に連結棒１７を通しておく。 そして、穴付支持体を両端に通してその後、両端にボール状の膨大部を取付ける。 該ボール部分を残るカバー支持１６で囲ってボルト孔８４を通してボルト締めする。 このバーベル式空気バネ緩衝装置の取付けは、左右の装置の支持棒の間隔が、上方が狭く下方が広くなる傾斜取付方式が望ましい（図４）。 そうすれば、カーブ区間で車体が遠心力で押されると、車体の下面は該緩衝装置の上部のボール状部は一定の高さに於いて回動自在であるので、車体の下面は遠心側が高くなり、求心側が低くなる。 その結果、カーブでは車体の遠心側が高まり、求心側が沈むので車輻の安定性が高まる。 台車３には中央列車輪駆動装置に制動装置を加えた一輪対称車輪駆動制動装置とプロペラ推進装置が設けてある。 一輪対称車輪駆動制動装置は図２、３、４、６に於いて、台車の前後方向中心線の下方に駆動輪４が２個ある。 駆動軸７は中央に前記駆動輪４を一個嵌殺してあり、該駆動輪４の両側とも同じ順序でブレーキ３５、支持枠２０の軸受３４、大歯車５、軸受３４の順に嵌込んであり、ナット３６で両端を止めてあり、該支持枠２０は上方で左右に分割してあり、それぞれは上方で差し込んで位置を定め、クッション３９を介して台車３の天板５２にボルトとナット３６
で取付けてある。 左右のギアーケース１０は前記左右の支持枠２０の外側に一体に固定してあり、該ケース内の下方に納まる大歯車５の軸孔の内周は内歯車が形成してあり、駆動軸７の継手歯車と咬み合っているので、駆動輪４と、大歯車５及び駆動軸７は同体で回転する。 前記左右の大歯車５はそれぞれ左右のギアーケース１０内で上方の小歯車６と咬み合っている。 該小歯車６の中心に嵌殺した小歯車軸６の内端部は支持枠とギアーケースの上方の軸受３４に回転自在に支持されていて、他端は小歯車カバー３２に固定した軸受を貫通してギアーケースの外で、たわみ軸継手９に連結してある。 下方のサイドカバー３３は上部以外の周縁をギアーケースと一体にビスとナット３６でシールを挿んで締め付けてあり、上方の床５３の直下で小歯車カバー３２の下端の折り縁とシールを挾んで止めてある。 該小歯車カバーも周縁を前記ギアーケースにシールを挿んでネジ７８止めしてある。 又、前記たわみ軸継手９には小歯車軸３８の反対側に駆動モータ８のモータ軸７９の軸端が連結してあり、
該駆動モータ８はクッション３９を介して台車の床５３
に取付けてある。 ブレーキ３５は両側の支持枠２０の内方に取付けてある。 上記の如く、駆動装置の各機器は、
駆動モータ以外は支持枠２０に支持され、支持枠２０は強化した台車の天板５２に弾性体３９を介してボルトとナット３６で取付けてあり、前後に突出せしめた固定片８０で台車の床５３に下方からクッションを介してボルト締めしてある（図６）。 駆動モータは、別のクッション３９を介して台車の床に取り付けてあり、そのモータ軸は支持枠２０に軸受を介して支持されている小歯車軸３８の振動のリズムと同一でないが、たわみ軸継手９
が緩和するし、従来の鉄道方式とは異なり、本発明はレールの平行度の不整を解消していて蛇行動や早いリズムの衝撃的な振動は生じ難い。 従って、モータに対する衝撃は小で、簡単な緩衝構造で軽量化できる。 上記の駆動装置はギアーケース１０内に於いて、油潤滑が可能で大型の高速車に用いるのが好ましい。 尚、上記の駆動歯車の点検作業では、図６に於いて、第Ｉにサイドカバーを外し、第２に駆動軸のナットを外して隣接の軸受及び大歯車を抜きとり、第３に台車底面の底蓋２８を梁５４から外し、第４に小歯車軸をたわみ軸継手から外し、第５
に小歯車カバーとギアーケースのネジを外してから、小歯車カバー、スラスト型の軸受け、コロ型の軸受け、小歯車の順に外せばよい。 このあとで、一方の台車支持枠を外すと駆動輪と駆動軸も外せる。 組立ては前記と逆の段取りでできる。 駆動装置は非対称式を含めて多くある。 その中でも本例では１駆動輪に左右計２個の小型の駆動モータによるので台車の天井を低くでき、その分車高を低く断面の小型化で空気抵抗を減らせるので、高速性と省エネルギーを大にする。 プロペラ推進装置は図２、３、１１、１３に於いて、台車３の底部に回転可能にして設けたパイロン台１９から下がるモータパイロン１３の下方に推進モータ１２を取付け、該モータの軸に取り付けた固着具５８にプロペラ１４を取付けてある。
車両の逆進時は図３中の破線のプロペラ１４のように矢印の方向にパイロン台１９の１８０度の回転により逆方向に推進させることができる。 制御システムは車軸の回転数と車両の実速の差、例えば一定時間内の標識９５
の通過数をセンサー９６でカウントして車輛の実速を計測し、駆動軸の回転数を検知して駆動輪の回転速度を計測し、双方の差が一定の範囲の値を超えた場合、例えば実速が駆動輪の回転速度より早いときプロペラ推力が大なのでモータコントローラーで推進モータの駆動回転数を大にし、その逆ではプロペラ推力を大にする等の調節で駆動輪のすべりを小さい範囲に制御する。 該装置による制動は、プロペラの逆回転又はパイロン台１９の１８
０度回転でできる。 特に高速制動時は車輪制動より衝撃が少ないので、制動のための複雑な制御機器が不要であり、コストは安く軽量化に適している。 案内装置は図２、３、４に於いては、案内輪１１が台車３の底部の前後に左右一対で設けてあり、該案内輪１１は台車３の底面と同一水準に下面を合わせて縦軸であり、左右の案内輪の上部に設けたプーリーにベルト２７を係合して等速逆回転構造である。 従って一方の案内輪が案内体に接触して回転するとき、他方の案内輪も逆に等速回転し、
台車が反対側に傾いた時に反対側の案内輪が案内体に回転接触してすべりを生じない。 この案内輪１１を台車に搭載した案内モータ８１で車両のスピードと等速に図３
中の矢印の如く逆方向に回転制御することが可能で一層好ましい。 上述の案内輪１１は最高位が、案内体に規制されて台車はそれ以上浮上しない。 駆動輪の両ツバ７７
は高く踏面７６が深く、案内体で案内輪の上限を規制するので、その限度内では駆動輪のツバが脱輪しない。 脱線がなく推進力を大にして駆動力の限界以上の速度が出せる。 尚、本発明による案内方式の他の一例をあげると、強制弾力接触式では、図７、８で、左右の案内輪１
１は外側で案内体２４の案内面に弾力的に接触せしめられている。 その構成は台車３の底部に設けたスライド溝の前後の立ち上がり壁にはストッパー９４が前後の左右に１個づつ所定位置に設けてある。 該溝に嵌まっているスライドケース９８は直進安定進行時には左右の案内面と案内輪の間隔は一定（平行度の誤差はあるが）で、かつ同一水準に構成してある（図７）。 又、該スライドケースに回転自在に支持されている案内輪１１は台車が傾いたとき、右側の案内輪Ｏ ２は右側の案内面に強く押しつけられ、スライドケースの内側は空気バネ４３を矢印Ｎの方向に押して左のスライドケースのくぼみ９９がストッパー９４に当たるまで弾力的に押す。 同時に左側のスライドケースは空気バネ４３の膨張力に押されて左側の案内面と案内輪の間に生じる隙間を埋めるのに十分な膨張力を空気バネより加えられていて外方に僅かにα
だけ押し出される。 このとき左右の案内輪は何れも案内面と接触している（図８）。 この作用が連続して生じ案内輪と案内面は小さなトルクに於いても殆ど摩擦のない回転接触を続けて車輛の走行を安定させる。 従って、
台車が一方に傾いても案内面には空気バネの弾性によりソフトに案内面への回転接触を保ち車輛に衝撃をあたえない。 又、案内モータで車輛速度と等速に回転を制御するのが、より好ましく又、この外方に押し出されたαの値のときの左右の案内輪の荷重の差がＮのとき、Ｎの値がゼロになるまで荷重の大きい側のプロペラの推力を大にすることがモータコントローラーで調節可能なので左右の案内体に対する案内輪の傾斜荷重を等しく保って、
安定走行が可能になり高速性を増大する。 【実施例２】本例は模型の一例で、図１１より図１３
で、軌道装置は支持アーク２２がアーク固定体２５上で固定具２６で一体に固定され、この状態で地上でも固定できる。 高架軌道はレール２３が支持アークの中央の溝に防音のためのクッションを挾んで差し込んである。 アーク固定体２５の内側には規制突起９３があり、支持アークの下面の溝でレール方向へずれるのを規制している。 該レールは縦幅が広く、案内体２４は案内体固定具７４で支持アークに締付けてある。 この車両は台車と車体が一体で、下方の台車の空洞内に駆動モータ８、小歯車６が納まり、両側の支持枠２０の上方の左右の固定片８０が台車の床５３に取付けてある。 車体の前部には標的７０を中板５７に取付け、上半分が透明板を通して目視し易くなっていて、光線がヒットすると所定のサインを発する構成になっている。 駆動輪４は左右のツバ部分を歯車に形成してあり（図１３）、駆動軸７で両側の支持枠２０間に軸受３４を介して回転自在に支持されている。 駆動軸７は両側の支持枠２０にナット３６で固定してある。 該駆動輪４のツバ歯車に噛み合う小歯車６は前記台車の空洞内に於いて、小歯車軸３８により左右のピローブロック８５内の軸受に回転自在に支持されている。 この小歯車軸は両側のピローブロック８５の外方にのびていて、その両端部がたわみ軸継手９に連結してある。 該たわみ軸継手９は両外側の駆動モータ８に連結してある。 駆動モータ８はクッション３７を介して床５
３に取付けてあり、そのモータ軸は前記の如くたわみ軸継手９を介して前記小歯車軸３８と連結してある。 従って、駆動モータが回転すると、たわみ軸継手９を介して小歯車軸により小歯車が回転し、該小歯車は鋼鉄性のツバ歯車と噛み合ってツバ歯車駆動輪を駆動回転せしめるが、小歯車は無給油でツバ歯車と緩衝的に噛合えるナイロン製であり、たわみ軸継手とクッシヨン３９により、
駆動輪からの衝撃は緩和され、衝撃を受けるのは支持枠２０とそれを取付けた台車の床に限定される。 上述のツバ歯車駆動装置は本発明による１実施例で駆動輪に歯車を一体に付属せしめる方法は他の一例では、その外周を中高にして歯車を形成して小歯車に噛合わせ、両側で平行レール面に転がらす等もあるが、少ない部品でコストが安く、無給油でも相当程度の速度で走行できる。 更に、駆動輪の両側の歯車をナイロンで構成して低騒音にできる。 プロペラ推進装置は、図１１、１３で駆動輪４
の前方にあり、プロペラは固着具５８で推進モータ１２
のモータ軸に固定してある。 推進モータ１２はモータパイロン１３で支持され、該モータパイロンは台車の床に設けた回転装置で支持されている。 モータパイロン１３
にはサーボモータが内在せしめてあり、該サーボモータはパイロン歯車４５に連結してある。 該パイロン歯車はモータ支持体５９の上方に構成した回動歯車４７に咬み合っている。 モータ支持体５９の支持片は、両側のパイロンに取付けたモータ回動軸４６で回動自在に支持されている。 従って、モータ支持体５９はサーボモータが回転した分だけパイロン歯車４５を介して、回動歯車４７
により、モータ回動軸４６を中心に回動して推進モータ１２の上下角を変化させる。 それにより、プロペラ推進も上下方向が変化せしめられる。 従って、後部駆動輪の滑りを検知した場合は推進モータ１２の前部を下げると、車輛前部に揚力が増え、台車の後部に荷重が増え、
滑りをなくせる。 前部の駆動輪の滑りはその逆でなくせる。 モータパイロンの回転装置は台車の床５３上に設けてある（図１３）。 回転角度を定めるサーボモータ８８
のモータ軸は回転台７１の中心に固定してあり、該回転台７１の下面にはモータパイロン１３の上面を合わせて固定してある。 この回転台７１は下面の外周に軸受け３
４が当接し、回転自在に支持され、該軸受は回転支持ケース８７の内周下方に嵌殺してあり、該回転支持ケースは外周を環状固定具８６で床５３に固定してある。 従ってサーボモータを回転させた角度だけモータパイロンも回転し、プロペラの向きを逆の方向に変えることができる。 又、左右の推進力の大きさを調整して台車の一方への傾斜荷重を微小にして円滑な高速走行を可能にする。
本発明の集電装置の一例として、集電靴は、バネ板６
２、丁番６３等の素材として良伝導体で、かつ硬質で弾性に富む、例えば燐青銅の如き金属が好ましい。 すり板には、燐青銅も使えるが、焼結合金の新素材を選ぶのが、望ましい。 図１４より図１８に於いて、集電靴６０
は、一対のすり板６１、該すり板を固定するバネ板６
２、該バネ板を片側に固着せしめた左右の丁番６３、該左右の丁番の他側には、中央に支え板６４を固着したバネ板６２の両端部が一体に固定してある。 すり板６１は短い丸棒の両端部を薄肉に形成して鋲孔を穿ってあり、
２本を並べてバネ板６２に鋲６５止めしてある。 バネ板６２は、すり板を固定した中央部を残して両側をアールをつけて同じ方向に約４５度で曲げてある。 対面しているバネ板も支え板の両側をやや余して同一の形状に曲げて形成してある。 上記の２枚のバネ板の両端部がそれぞれ２枚の丁番の一片づつに固着して外形ができている。
そして風圧がかかるバネ板の２本のすり板６１の間に風孔６９が穿ってある。 この集電靴６０の取付けは、車両の所定の位置に絶縁体４２を介して一対の押さえ板６６
を集電靴６０の支え板６４の幅に合う隙を開けて平行に固定する。 次に２枚の平行に取付けた押さえ板の間に支え板を横方向から押し込み、押さえ孔６７により、ビス止めすれば完了する。 該集電靴の素材が良伝導体であれば、この押さえ板に電極を取り付けて配線すればよい。
尚、本例ではすり板が両端の鋲６５迄の長さであるが、
左右方向に延長してトロリー線に幅広く対応できるし、
不要の時、折畳む構成にすると一層よい。 この集電靴は、すり板６１が押圧されると、図１６の破線の如く低くなり、圧力を除くと軽量のバネ板の弾性で瞬時に復元するので、トロリー線の高低の変化に良く追随できるし、すり板以外では、風圧は構成部品の板の厚みにかかるのみであり、風圧に強い特徴がある。 尚、前記の押さえ孔のビスを外せば、図１４の矢印Ｐ方向にスライドさせて集電靴を簡単に外すことができるし、上向きにも使えるので、パンタグラフにもなる。 かくの如く、部品点数が少なく、簡単な構造なので軽量で反応が早いからトロリー線への追随性が良く、離線を防止し易い。 【実施例３】本例の飛行軌道車の軌道は、既述のごとき構成である。 車両は、図１９より図２２に於いて、長い車輛に急カーブを安定走行せしめるには体を車体を支持する枕梁枠１００の下方の前後に設けた各１台の台車のそれぞれを、回転式に構成するのが望ましい。 即ち、前後各１台の回転式の台車３の前後方向の中央線の下方には中央の台車軸９７の前後に駆動輪４が各１個づつ台車支持枠１１１に設けてあり、更に該前部の駆動輪の前部及び後部の駆動輪の後部には前述例の強制弾力接触式の案内輪１１を左右一対で設けてある。 直線区間で該前後の案内輪に案内されて図２２に示すように車輛と同じ向きに前部の台車３も破線の方向を向くが、曲線区間では台車３は案内輪により、台車軸９７を中心に回動して実線で示す台車３の方向に回転させられ、車輛と傾斜し、
レールのカーブ方向に向かされる。 同様に後部の台車も図前部及び後部の案内輪１１により、レール方向に回動してレール方向に転がる。 従って、狭い幅の踏面でもレールのカーブに追従して転がり、ツバの破壊のような問題が生じない。 仮に、台車が固定してあれば、直線区間は問題がないが、急カーブで上述のように両ツバ間の踏面からレールがはみ出ることとなり、ツバ若しくは駆動装置を破壊する等の問題がおきる。 従って、回転式の台車は車輛が長い形であれば、車輛の前後に設けて、カーブでの走行に重要となる。 本例で回転式の台車の台車支持枠に支持輪４個を駆動輪に代えて設ければ、長い車輛の牽引式の貨車としてカーブでも安定して高速性が向上する。 尚、本例に用いたレールは既述の両ツバ車輪用でよいが、他の一例をあげれば断面Ｕ型のレールに中ツバ車輪の組合せでも同様に上述の回転式の台車により円滑に安定した走行ができる。 【実施例４】図２３で、長円形状の軌道７３が複数設定してあり、飛行軌道車１の模型は標的を搭載している。
該模型に好ましい競技システムの一例を述べる。 該軌道７３と適宜の距離に設定した回転スタンド７２に、１乃至複数の狙撃台４０を設けてある。 該飛行式の軌道車１
の標的７０は特定の光線例えばレーザー光線のヒットに対して所定のサイン例えば点滅或いはカウントする。 矢印のように、該軌道車と回転スタンド７２を逆にも回転せしめ得るし、回転スピードを早めたり、傾けたり、揺動させたり、或いは車両の形状を変化させたりできる。
更に、複数の狙撃者で狙撃のヒット数を競争できる。 標的のサインには、メロディー音・点滅光・色の変化・形態の変更・物体を発射する等多くの種類がある。 【実施例５】本例は主としてプロペラの形状に関する。
図２４より図２９で、従来、プロペラは羽根の数が少ない場合は相当程度に長い方が推力を大にするのに有利だと考えられ、単発のプロペラ機では翼弦幅比の小なプロペラの軸を僅かにスラストさせてプロペラ回転のねじれ作用による機体への悪影響を除いた。 しかし短径でも、
最大翼弦幅の迎え角を４５度に近づけると空気をかく量が大になるが対称のプロペラの一対を並べて相互を逆転させれば、ねじれの力の相当部分を推力に転化せしめて機体を安定できる。 そこで本発明の飛行軌道車では、左右一対のプロペラを短径で、翼弦幅を大で、迎え角を４
５度に近づけ、回転数をあげて大きな推力を出させて車両をコンパクト化するのが望ましい。 上記の目的を実施するには、（１）プロペラ１４の中心の軸孔支持部を除いた羽根の片側の長さＬと翼弦の最大幅Ｗとの比が０．
８Ｌ≦Ｗ≦１．２Ｌの如く、翼の全周を小となし、
（２）最大翼弦幅の位置での迎え角を３５度より５０度の範囲内の値で形成し、（３）左右の一対を並べて逆回転で駆動するのが好ましい。 即ち、プロペラの軸孔１０
２の支持部認識線（破線Ｓ）で示される支持部が軸孔の周囲を囲撓し、その外方に羽根が伸びていて、本例では∠Ｐ １ ＯＱ＝α゜ はπ／２であり、最も幅が広い部分ＷはＷ １ −・−Ｗ ２で示され、羽根の片側の長さＬは図２７中のＬ １ −・−Ｌ ２で示されている。 そして、最も幅の広い翼弦部分は半径の約６０〜７０％の位置にあるが、その迎え角は∠Ｐ １ ＯＱ×１／２＝π／２となしてあり、正しい迎え角はπ／２より小と成るが、ほぼπ／
２である。 このプロペラの外形は全周を最小に近づけるために丸くなっていて、一層空気の抵抗が小となり、回転時の騒音の発生も小となる。 その素材は一例をあげると、グラスウール、バルサ材、ＦＲＰ、エポキシ樹脂アルミニュームとマグネシュームを主とした合金、チタン合金等を単独或いは複合して加工する。 更に 原動機は電動モータによっているが、他の原動機例えば、内燃機関を用いて本発明を実施できることは明白である。 【実施例６】本発明による軌道装置の合流・分岐等の車両の進行方向の変更又は交差の一実施例を図３０より図３３で説明する。 直線軌道に合流するには、図３０、３
１に於いて支持基礎１０４のＲ側に分岐台１０３が平行移動して接触センサー１０８を押して、規制杭１０５に密着した状態で停止し、同時にＳ→Ｓ′の方向の信号は青を表示して車両の進行可となる。 直線区間から分岐するには、逆にＳ′→Ｓ方向の態様で実施できる。 又、前記合流・分岐の態様から直進の態様に変えるには、分岐台１０３を平行移動してＬ側に移し、反対側の接触センサー１０８を押して、規制杭１０５に密着した態様では図３１中の矢印Ｐ′←Ｐの如く、軌道装置は青の信号で車両の直進可となる。 この場合逆の直進も可能な態様である。 該分岐台の構成は、図３０中の断面ａ−ａ′の図３２に於いて、支持基礎１０４の上にブレを無くする中高レール１０６が２条平行に固定してあり、該レール１
０６に転がる中溝車輪１０７は分岐台１０３の下面に複数を前後に取付けてある。 従って、分岐台の移動にブレも無く、軌道装置の各部品例えば、レールや案内体等も正確に接続可能に構成してある。 更に、平面交差の場合は図３３に示す如く、支持基礎１０４の上に２条の中高レールが固定してあり、回転台１１０は回転軸１０９を中心に回転して一側の接触センサー１０８を押して規制杭１０８に密着し、Ｑ→Ｑ′の如く車両を直進可能にする。 【実施例７】本例は中央列車輪駆動装置の一例の二輪対称車輪駆動制動装置の一例である。 図３４に於いて、該装置の駆動軸７の両側端部は支持枠２０に回転自在に支持され、中央に大歯車５が嵌合し同体で回転する。 該大歯車の左右には軸受けとシールを介して、ギアーケース１０の両側壁が回転自在に前記駆動軸７を貫通せしめてあり、更に該駆動軸は外側の左右に駆動輪４を嵌殺し、
ブレーキ３５（本例はディスク型）を係合し、最外側で支持枠２０を貫通してナットで締付けてある。 ギアーケース１０は内部上方に於いて、小歯車６を格納していて、下方の大歯車５に係合している。 該小歯車６を同体で回転せしめる小歯車軸３８はシールと軸受を介してギアーケース１０貫通して支持され、左右の外側でたわみ軸継手９で駆動モータ８のモータ軸と連結してある。 該駆動モータ８は支持枠２０にクッションを介して取り付けてある。 該支持枠１０は上方のクッション３９を介して天板５２にギアーケースと共に取付けてある。 該駆動装置は支持枠と支持軸とギアーケースが一体に上方のクッションを介して弾力的に台車の天板に取付けてあり、
車両の傾斜荷重は支持枠の中程に下部を固定した台車の床５３が左右で天板５２に固定され、曲面で弾力的に支持している。 更に、該天板の上部中央には台車軸９７が天板と一体に固定してあり、軸受１１２を介して上方の車体底部内で回転自在に台車ナット１１で取付けてある。 従って、台車自体の床５３の構成材の弾性やクッション（例えばゴム、空気バネ、バネ板コイルバネ等）３
９により、衝撃と振動の殆どは吸収され、安定して高速走行ができる。 尚、本例で駆動輪は支持枠の内側だが、
外側に取付ける構成でもほぼ同じ機能が得られ、簡単に構成できるので省略する。 本例で駆動輪は両ツバ車輪を二分して大歯車の左右に配して、左右対称に構成して、
重量を左右均等化してあるが、支持レールは車両の中央線の直下にあって、車両の傾きを案内輪で規制し、支持レールの水準より高い位置に案内輪が設けてあるので、
本発明の範囲に含まれる。 本発明による実施例では、上記諸例のように、振動或いは蛇行動の原因を除いてあり、軽量の構造材例えば、アルミ合金、アルミとマグネシュウムを主とした合金、ＦＲＰ、炭素繊維強化樹脂等で航空機の如く車体を軽量化して高速性を高められる。
尚、実施例では原動機として電動モータを例示したが、
他の原動機例えば、内燃エンジンを用いて本発明の効果を得られるのは明白である。 【発明の効果】以上説明したように、本発明の軌道車は従来の車輪駆動の軌道車の車両重量と比較して大幅に軽量化できるから、軌道にかかる荷重が小さく、急カーブその他特殊な場所を除けば支柱及びその基礎は小規模で簡単であり、部材は量産し易く、在来鉄道のような広い面積の大規模なコンクリートの打ち込みの長期工事は不要なので工期が短い。 最大の効果は軌道の建設用地の買収が大幅に少なくなり、枕木の効果をも具有する支持アークの数も相当少なくなり、蛇行動が殆どないのでその衝撃を防ぐための砕石が不要となり、既存の歩道上、高速道路或いは、新幹線以外の鉄道沿い等に小規模の工事で、カーブにも対処して、架設できることである。 軌道の分岐、平面交差も可能である。 軌道は一条のレールなので軌道敷きの巾が狭くて車輪の進行に支障がある程の積雪がなく雪害の恐れがなくなり、左右のレールの不整による蛇行動や振動がないので進行方向への慣性が大となって高速性が高まり、レールの不整の保守点検が不要となり、案内輪は案内体で上限を規制されているので車両の極度の浮上による車輪の脱線がなく、案内輪の強制弾力接触式では車両の揺れをソフトに変化させて乗り心地を良くし、左右の車輪を貫通する長大な車軸や４輪を支持する前後の大きくて重い台車枠がないので構造が簡単で、かつ車両底面の大部分を滑らかな平面或いは曲面に形成できるので空気抵抗を減らして揚力を得やすく軽量となり高速性が高まる。 。 駆動装置は左右対象型車輪駆動装置では、両側のサイドカバーを外して大歯車と小歯車を点検出来るし、左右対称で一対のモータを組んで用いるのでモータを小型化して、台車の厚さを薄くし車両断面を小として、風圧の減少と軽量化が可能で、高速性と省エネルギー性が高まる。 支持アーク或いは案内体にトロリー線を取り付ければ起伏が小となり離線が生じ難くなり集電が容易になり、集電靴が車体の下方にあるので該靴で生じた乱流で揚力が得られて高速性が高まる。 ツバ歯車駆動装置では、部品点数が少なく簡単な構造で無給油でも走らせられるし小型化が可能で模型に適していてコストが安くなる。 プロペラ推進では、プロペラの迎え角が大で４５度前後で翼弦が長いので短径でも空気を掻く量が大で、左右のプロペラを対称にして逆転することで、大きな迎え角による車体に与える捻りのトルクの悪影響を相殺して、推力を大にするとともに逆転によりソフトな制動効果が高速時にも得られ、カーブでは内側の推力を小にして車両を進行方向に向かわしめて走行を円滑に安定せしめられる。 又、小径で翼弦が長いのでプロペラの周縁の風切量は、空気を掻く量に比べて、少ないので騒音もその分小さいし、車輪のすべりを検知して推力を増大し車輪駆動力の限界以上の加速性或いは高速性を得られる。 プロペラの逆転による制動では車輪制動のすべりがないので車輪やレールの偏磨耗が生じないので保守の手間が省ける。 更に、モータパイロンの上下左右えの推進方向の調節により、車両の上下左右に掛かる荷重を平均化して車両走行を安定させる効果がある。 バーベル型緩衝装置はカーブ区間で車体を内方へ傾けるので、高速安定性を高めるし、部品点数が少ないから軽量化できる。 集電靴は部品点数が少なくて簡単であるから小型化が可能でパンタグラフとしても使用でき、板バネの弾性で直接トロリー線に接触させるので、
追随性がよく高速での集電を可能とし、車両の高速進行を可能にする。 更に、小型の模型に使用してショートによる故障を防ぐことができる。 又、小型の模型は支持アークと 固定アークによりカーブ区間も同じ部品で調整して組み立てられるのでコストが安く、その車体はツバ歯車駆動装置により簡単で部品点数が少なく頑丈で高速の安価な模型セットを提供できる。 尚、上述例で、原動機は電動モータによっているが、他の原動機例えば、内燃エンジンを用いて本発明の効果を得られる。 上記の如く、在来鉄道の蛇行動と振動の原因を除いてあるので、
耐衝撃強度をあまり必要としないので、航空機の機体構造を大幅に適用して軽量化し、高速性と省エネルギーが実現できる。 従って、僅かな土地の買収で早い工期で軽便な高架軌道が建設できて、高速大量輸送システムを供用できるし、小型でも軽量高速性の特徴により、リモートコントロールで定常的貨物例えば、郵便物・小荷物等の長距離高速輸送システムを小規模工事で提供し、輸送コストの大幅な削減と省エネルギーが実現できる。 【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明による実施例１の軌道装置と飛行軌道車の遠景部分側面図、 【図２】 図１の飛行軌道車の概略拡大側面図、 【図３】 図１の飛行軌道車の概略拡大底面図、 【図４】 図２の飛行軌道車の拡大断面ｂ−ｂ′、 【図５】 図４の軌道装置のカーブ位置での説明図、 【図６】 図４中の駆動装置部分の概略部分拡大図 【図７】 強制弾力接触方式による案内装置の説明図、 【図８】 強制弾力接触方式による案内装置の説明図、 【図９】 バーベル式空気バネ緩衝装置の斜視図、、 【図１０】 バーベル式空気バネ緩衝装置の分解斜視図、 【図１１】 実施例２の模型の飛行軌道車と軌道装置の側面図、 【図１２】 図９の飛行軌道車の拡大断面Ｃ−Ｃ′ 【図１３】 図９の飛行軌道車の中央縦断面の拡大図、 【図１４】 集電靴の取り付け状態斜視図図、 【図１５】 図１２での集電靴を除いた図、 【図１６】 図１２中の集電靴の正面図 【図１７】 図１４中の集電靴の底面図、 【図１８】 図１４中の集電靴の側面図、 【図１９】 実施例３の飛行軌道車と軌道装置の正面図、 【図２０】 回転台車による飛行軌道車の側面図、 【図２１】 図１９の飛行軌道車の底面図、 【図２２】 回転台車の作用の説明図、 【図２３】 実施例４の狙撃ゲームの説明略図、 【図２４】 飛行軌道車に用いるプロペラの一例の側面図、 【図２５】 図２２のプロペラの平面図、 【図２６】 図２２のプロペラの底面図、 【図２７】 図２２のプロペラの斜視図、 【図２８】 図２２のプロペラの背面図、 【図２９】 図２２のプロペラの断面ａ−ａ′、 【図３０】 実施例６の横スライド式分岐システムの直線軌道に合流様態の平面図、 【図３１】 図２８中の横スライド式分岐システムの直進様態の平面図、 【図３２】 図２８中の断面ａ−ａ′ 【図３３】 軌道装置の回転式平面交差システムの平面略図、 【図３４】 実施例７の２輪対称車輪駆動制動装置の断面図。 【符号の説明】 １ 飛行軌道車、 ２ 車体、 ３ 台車、
４ 駆動輪、５ 大歯車、 ６ 小歯車、
７ 駆動軸、 ８ 駆動モータ ９ たわみ軸継手、 １０ ギアーケース、 １１ 案内輪、１２ 推進モータ、 １３ モータパイロン、１
４ プロペラ、 １５ 穴付支持体、１６ カバー支持体、 １７ 連結棒、 １８ 空気バネ、１９
パイロン台、 ２０ 支持枠、 ２１ 碍子、 ２
２ 支持アーク、２３ レール、 ２４ 案内体、
２５ アーク固定体、 ２６ 固定具、２７ ベルト、 ２８ 底蓋、 ２９ トロリー線、３０
バーベル式空気バネ緩衝装置、 ３１ レール支持体、３２ 小歯車カバー、 ３３ サイドカバー ３４
軸受、 ３５ ブレーキ、３６ ナット、 ３７
緩衝ボルト、３８ 小歯車軸、３９ クッション、４
０ 狙撃台、 ４１ 案内軸、 ４２ 絶縁体、
４３ 検知装置、４４ レール接続具、 ４５ パイロン歯車、 ４６ モータ回動軸 ４７ 回動歯車、 ４８ レール台、 ４９ 横梁、 ５０ 支柱、５１ 固定肢、 ５２ 天板、 ５３ 床、 ５４ 梁、５５ ツバ歯車、 ５６ コイルバネ、５７ 中板、 ５８
固着具、５９ モータ支持体、 ６０ 集電靴、、 ６
１ すり板、 ６２ バネ板、６３ 丁番、
６４ 支え板、 ６５ 鋲、 ６６ 押さえ板、
６７ 押さえ孔、 ６８ ストッパー、６９ 風孔、 ７０ 標的、７１ 回転台、 ７２ 回転スタンド、 ７３ 軌道装置、７４ 案内体固定具、 ７５ 留具、 ７６ 踏面、 ７
７ ツバ、７８ ネジ、 ７９ モータ軸、
８０ 固定片、 ８１ 案内モータ ８２ レール押さえ、 ８３ 緩衝軸受 ８４ ボルト孔、８５ ピローブロック、８６ 環状固定具、
８７ 回転支持ケース、 ８８ サーボモータ、
８９ 軸受ケース、 ９０ 案内体支持具 ９１ 台車支持枠、９２ 規制溝、９３ 規制突起、 ９４
ストッパー、９５ 標識、 ９６ センサー、９７
台車軸、 ９８ スライドケース、
９９ くぼみ、１００ 枕梁枠、 １０１ 軸孔、
１０２支持案内面、１０３ 分岐台、１０４ 支持基礎、１０５ 規制杭、１０６ 中高レール、１０７ 中溝車輪、１０８ 接触センサー、１０９ 回転軸、 １
１０ 回転台。 １１１ 台車ナット、１１２ 軸受。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成８年３月４日 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】特許請求の範囲 【補正方法】変更 【補正内容】 【特許請求の範囲】 【請求項４２】 軌道の合流或いは分岐部分を横スライドせしめて車両の進行方向を制御してなる請求項５或いは６記載の軌道装置。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成８年３月１８日 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】特許請求の範囲 【補正方法】変更 【補正内容】 【特許請求の範囲】 |
