JP3573792B2 - 単軌道走行装置とその単軌道及びその取り外し部材 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、摩擦駆動のみで安定した水平走行及び垂直走行を行なう単軌道走行装置とその単軌道及びその取り外し部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種プラント内の点検作業、工場内の搬送、原子力発電所等の各種施設の点検監視用等に用いられるモノレール走行装置（単軌道走行装置）の駆動方式としては、レール側にラックを設けるとともにモノレール走行装置側にピニオンを設け、ラックとピニオンとの噛み合わせにより駆動力を得るラックピニオン方式、チェーンやベルトを用いて引っ張りまたは吊り下げることにより駆動力を得るチェーンやベルトを用いた方式、レールに駆動輪を押し付けることにより進行方向への駆動力を得る摩擦駆動方式等が主に用いられている。
【０００３】
中でも摩擦駆動方式は、構造が簡単なために多用されている。
例えば、押し付け力を発生する最も容易な手段としてバネを用いたものは、水平走行のみの駆動手段としては最も有効なものである。しかしながら、水平走行から垂直走行、または垂直走行から水平走行へ移行する際の、上方または下方に曲がったレールの走行時においては、押し付け力を発生しているバネのたわみ量が変化する。それによって必要な押し付け力を得ることが出来なかったり、あるいはバネの許容たわみ量を越えたたわみ量になってしまうことがある。
そこで、この摩擦駆動方式を用いたものについては、水平走行時には同方式を用い、垂直走行時には前記ラックピニオン方式や、チェーンやベルトを用いた方式を用いるように、摩擦駆動方式とラックピニオン方式やチェーンやベルトを用いた方式とを併用する方式が採用されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のモノレール走行装置は以上のように構成されているので、ラックピニオン方式やチェーンやベルトを用いた方式では、レールにラックを取り付けたり、チェーンの取り付けを考慮したりしなければならず、構造的に複雑になるとともに、チェーン等の取り付け及び動作のためのスペースが必要になるという問題点があった。
例えば、点検監視用に用いられるモノレール走行装置の場合、原子力発電所の構内など狭隘なスペースの場所に対応しなければならず、チェーンなどの設置は適さない。また、レールに対してのラックの加工または取り付けなどについては、コストアップにつながるという問題点があった。
また、摩擦駆動方式とラックピニオン方式や、チェーンやベルトを用いた方式との併用については、いうまでもなく構造的に複雑になり、コストアップにつながるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、請求項１または２の発明は、摩擦駆動方式のみで水平走行及び垂直走行を行なうことができ、しかも構造が簡単な単軌道走行装置を得ることを目的とする。 請求項３または４の発明は、駆動輪の駆動力の変動を小さくすることができる単軌道走行装置を得ることを目的とする。
請求項５または６の発明は駆動輪の駆動力をさらに大きくすることができる単軌道走行装置を得ることを目的とする。
請求項７または８の発明は走行する単軌道走行装置の駆動力をさらに大きくすることができる単軌道を得ることを目的とする。
請求項９の発明は単軌道走行装置を単軌道から容易に取り外すことができる取り外し部材を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る単軌道走行装置は、単軌道走行用の車体に揺動自在に支持される支持部材と、前記単軌道を挾持する複数の回転部材と、前記支持部材と複数の該回転部材との間各々に設けられ、該回転部材を前記単軌道に押圧する複数の押圧手段とを備え、回転部材は、単軌道を非対称の位置で挾むようにしたものである。
【０００９】
請求項２の発明に係る単軌道走行装置は、前記押圧手段を、前記支持部材と回転部材とを互いに離間する方向へ付勢する付勢手段、または弾性力により回転部材を単軌道に押圧する弾性部材のいずれかとしたものである。
【００１１】
請求項３の発明に係る単軌道走行装置は、単軌道走行用の車体に回動自在に設けられた支持部材と、該支持部材を回動駆動させる駆動手段と、前記支持部材に支持され該支持部材の回動力により前記単軌道に押圧される回転部材と、前記駆動輪に設けられた該駆動輪の前記単軌道への押圧力を検知しその信号に基づき前記駆動手段を制御する押圧力検知手段とを備えたものである。
【００１２】
請求項４の発明に係る単軌道走行装置は、単軌道走行用の車体に固定され並進力を発生させる並進力発生手段と、該並進力発生手段により発生される並進力を受ける支持部材と、該支持部材に軸支され前記並進力により前記単軌道に押圧される回転部材と、前記駆動輪に設けられ該駆動輪の前記単軌道への押圧力を検知しその信号に基づき前記並進力発生手段を制御する押圧力検知手段とを備えたものである。
【００１３】
請求項５の発明に係る単軌道走行装置は、前記駆動輪の単軌道に接触する面を粗面としたものである。
【００１４】
請求項６の発明に係る単軌道走行装置は、前記駆動輪の少なくとも単軌道に接触する面を摩擦係数の大きな材料により構成したものである。
【００１５】
請求項７の発明に係る単軌道は、前記駆動輪と接触する面を粗面としたものである。
【００１６】
請求項８の発明に係る単軌道は、少なくとも前記駆動輪と接触する面を摩擦係数の大きな材料により構成したものである。
【００１７】
請求項９の発明に係る取り外し部材は、単軌道の端部に同軸的に設けられた軌道部材からなるもので、この軌道部材の前記回転部材により押圧される方向の厚みを前記端部側から先端部に向かって漸次薄くなるように構成したものである。
【００１８】
【作用】
請求項１の発明における単軌道走行装置は、単軌道を非対称な位置で挾持する回転部材を、押圧手段で単軌道に押圧することにより、支持部材の支持部に単軌道に向かう力が発生し、この力が車体に支持された駆動輪を単軌道に押圧する。該単軌道が一方の回転部材側に曲がった場合、挾持する各回転部材の押圧力の方向が異なり、支持部材の支持部に発生する単軌道に向かう力が増加し、駆動輪の単軌道への押圧力が増加し駆動力が増す。この場合、支持部材が揺動することにより駆動輪に許容量を越える押圧力が加わるのを防止する。
これにより、駆動輪に走行に必要な押圧力を付与し、該押圧力の変動を許容範囲内に抑制する。
【００２１】
請求項２の発明における単軌道走行装置は、前記押圧手段を付勢手段または弾性部材のいずれかとしたことにより、簡単な構造で必要な押圧力を付与することが可能になる。
【００２３】
請求項３の発明における単軌道走行装置は、押圧力検知手段により検知した押圧力を信号に換えて前記駆動手段に入力することにより、該駆動手段の回動駆動力を略一定に制御し、前記支持部材が回転部材に略一定の押圧力を付与する。
【００２４】
請求項４の発明における単軌道走行装置は、押圧力検知手段により検知した押圧力を信号に換えて前記並進力発生手段に入力することにより該並進力発生手段の発生する並進力を略一定に制御し、前記支持部材が回転部材に略一定の押圧力を付与する。
【００２５】
請求項５の発明における単軌道走行装置は、前記駆動輪の単軌道に接触する面を粗面としたことにより、該駆動輪と単軌道との間の摩擦力が大きくなり該駆動輪の駆動力が増大する。
【００２６】
請求項６の発明における単軌道走行装置は、前記駆動輪の少なくとも単軌道に接触する面を摩擦係数の大きな材料により構成したことにより、該駆動輪と単軌道との間の摩擦力が大きくなり該駆動輪の駆動力が増大する。
【００２７】
請求項７の発明における単軌道は、前記駆動輪と接触する面を粗面としたことにより、該単軌道と駆動輪との間の摩擦力が大きくなり該駆動輪の駆動力が増大する。
【００２８】
請求項８の発明における単軌道は、少なくとも前記駆動輪と接触する面を摩擦係数の大きな材料により構成したことにより、該単軌道と駆動輪との間の摩擦力が大きくなり、該駆動輪の駆動力が増大する。
【００２９】
請求項９の発明における取り外し部材は、前記軌道部材の回転部材により押圧される方向の厚みを端部側から先端部に向かって漸次薄くなるように構成したことにより、単軌道走行装置を単軌道から取り外す際に該単軌道走行装置を前記軌道部材に沿って走行させれば、単軌道を挾持する回転部材の押圧力が徐々に緩和され該回転部材が急激に跳ね返る等の不具合がなくなり、単軌道走行装置の取り外し作業及び保守点検作業の安全性が高まる。
【００３０】
【実施例】
実施例１．
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１において、１はモノレール（単軌道）走行用のシャーシ（車体）、２はシャーシ１に回転自在に支持されかつレール３に所定の押圧力で押圧され図示しない駆動装置により回転駆動され、進行方向への駆動力を得る駆動輪、４はシャーシ１に対して上下方向に揺動自在に支持されたフレーム（支持部材）、５はレール３を上下方向から非対称の位置で挾むように配置されたローラ（回転部材）、６はローラ５をフレーム４からレール３に向かう方向に付勢し該ローラ５をレール３に押圧する支持バネ（付勢手段）、Ａはフレームの軸である。図１ではモノレール走行装置のシャーシ１の片側半分を描いており、シャーシ１は駆動輪２を中心にして前後対称である。
【００３１】
ローラ５ａ，５ｂはレール３に押し付けられることによりレール３からの反力として、それぞれ力ｆ１，ｆ２を受ける。またフレーム４は力の釣合から点Ａにおいて力ｆ３を受けることになる。この力ｆ３は点Ａがシャーシ１と並進方向において一体であることから、シャーシ１に取り付けられた駆動輪２のレール３に対する押し付け力となって作用する。
【００３２】
ここで、図１を用いて力の釣合について説明する。ここでは、ローラ５ｂはローラ５ａからｘの距離にあり、点Ａはローラ５ａからｙの距離にあるとする。このような状態においては次のような関係式が成り立つ。
ｆ１・ｘ＝ｆ３・ｙ ・・・・（１）
ｆ２ ＝ｆ１＋ｆ３ ・・・・（２）
これら式（１）及び式（２）より、ｆ１，ｆ２はそれぞれ次のように表すことができる。
ｆ１＝（ｙ／ｘ）・ｆ３ ・・・・（３）
ｆ２＝｛（ｘ＋ｙ）／ｘ｝・ｆ３ ・・・・（４）
【００３３】
ここでは、駆動輪２には前後対称な位置に同じ押しつけ機構が設けられているため、今駆動輪２に必要な押しつけ力（押圧力）をＰとすると、点Ａにおける反力ｆ３の大きさは、ほぼＰ／２に等しくとる必要がある。つまり、モノレール走行装置全体の重量と、駆動輪２とレール３との摩擦係数とから駆動に必要な押しつけ力が求められ、その押しつけ力をもとにして式（３），式（４）からｆ１，ｆ２，ｘ，ｙを設定すれば良い。
【００３４】
次にレール３が曲がった場合について考える。図２は図１のモノレール走行装置が、水平走行の状態から進行方向に向かって登りの垂直走行に移る状態を示したもので、このときのレール３は下に凸になる。この場合、レール３に沿って支持バネ６ｂはたわみ量が減り、支持バネ６ａはたわみ量が増す方向となる。つまり言い換えれば、ｆ１は減少し、ｆ２は増加することになる。このままの状態であれば、式（３），式（４）の釣合が大きく崩れ、押しつけ力ｆ３が必要な大きさからかけ離れたものとなってしまうおそれがある。
【００３５】
本実施例では、押しつけ機構を形成するフレーム４をシャーシ１に対して点Ａにおいて揺動自在としている。このため、図２に示す走行状態においては、フレーム４が図２中時計回りに揺動することにより、ｆ１を増加させｆ２を減少させて、元の水平走行状態における釣合の状態に極めて近い状態とすることができる。そのため、水平走行状態から垂直走行に移る上方に曲がったレール３の走行時においても、支持バネ６のたわみ量の変動を小さくし、駆動輪２における押しつけ力の変動を必要な範囲内に抑えることができる。
【００３６】
上述の実施例では、レール３が水平方向から上方へ曲がっている場合について述べたが、レール３が水平方向から下方へ曲がっている場合、垂直方向へ上昇している走行状態からレール３が水平へ曲がっている場合、垂直方向へ下降している走行状態からレール３が水平へ曲がっている場合の各場合においても、同様にして駆動輪３における押しつけ力の変動を必要な範囲内に抑えることができる。
【００３７】
実施例２．
図３はこの発明の実施例２のモノレール走行装置を示す側面図であり、図において、１１は中央部がシャーシ１に軸Ａにおいて揺動自在に支持されたフレーム（支持部材）、１２はフレームの両端各々に固定された板バネ（弾性部材）であり、レール３上側のローラ５ａは板バネ１２ａの先端に、レール３下側のローラ５ｂは板バネ１２ｂの先端にそれぞれ回転自在に支持され、共にレール３に押し付けられている。そして、ローラ５ａとローラ５ｂとの距離はｘに、ローラ５ａと軸Ａとの距離はｙにそれぞれ設定されている。
【００３８】
前記駆動輪２とレール３との摩擦係数とモノレール走行装置の重量から必要な押しつけ力Ｐが設定され、この設定値Ｐより点Ａに発生させるべき力ｆ３が求められる。これより式（３），式（４）を用いて、ローラ５ａ及びローラ５ｂがレール３より受ける力ｆ１，ｆ２を求め、これらをもとに板バネ１２ａ，１２ｂの押圧力を設定する。
【００３９】
実施例１と同様に、水平走行から垂直走行、および垂直走行から水平走行に移る際の上方または下方に曲がったレールの走行時においては、点Ａを中心にしてシャーシ１に対してフレーム１１が揺動することにより、駆動輪２のレール３に対する押しつけ力の変動を極めて小さく抑制することができる。
【００４０】
尚、本実施例におけるフレーム１１の形状は、図３に示すものに限定するものではなく、様々な形状に変形可能である。
また、ローラ５ａ，５ｂはモノレール走行装置の進行方向に対して駆動輪２を中心に前後にふたつ配置された例を示したが、全体の寸法等を考慮し、進行方向に対して駆動輪２を中心に左右にも設け、合わせて４個ずつとしても差し支えない。
【００４１】
実施例３．
図４はこの発明の実施例３のモノレール走行装置を示す断面図であり、図において、２１はシャーシ１に軸Ａにおいて揺動自在に支持されたフレーム（支持部材）であり、レール３上側のローラ５ａは板バネ１２ａを介してフレーム２１の一端部に、レール３下側のローラ５ｂはフレーム２１の他端部にそれぞれ回転自在に支持され、共にレール３に押し付けられている。
【００４２】
ここでは、駆動輪２とレール３との摩擦係数とモノレール走行装置の重量から必要な押しつけ力Ｐが設定され、この設定値Ｐより点Ａに発生させるべき力ｆ３が求められる。これより式（４）を用いて、ローラ５ａがレール３より受ける力ｆ２を求め、これらをもとに板バネ１２ａの押圧力を設定する。
【００４３】
水平および垂直走行の状態では、式（３），式（４）で示された釣合条件に従って、ローラ５ｂにはレール３からの反力ｆ１が、また点Ａには駆動輪２をレール３に押しつける力ｆ３がそれぞれ発生する。
【００４４】
上方または下方に曲がったレール３の走行時では、前述の板バネ１２ａのたわみ量が変化する。レール３が上に凸に曲がっているときは、フレーム２１がシャーシ１に対して点Ａまわりにそれぞれ下方に曲がる。また逆にレール３が下に凸に曲がっているときは、フレーム２１がシャーシ１に対して点Ａまわりにそれぞれ上方に曲がる。これにより、上方または下方に曲がったレール３の走行時においても、板バネ１２ａのたわみ量は水平および垂直走行時の釣合状態と極めて近い状態となり、摩擦駆動に必要な押しつけ力を得ることができる。
【００４５】
尚、本実施例におけるフレーム２１の形状は、図４に示すものに限定するものではなく、様々な形状に変形可能である。
また、ローラ５ａ，５ｂはモノレール走行装置の進行方向に対して駆動輪２を中心に前後ふたつ配置した例を示したが、全体の寸法等を考慮し、進行方向に対して駆動輪２を中心に左右にも設け、合わせて４個ずつとしても差し支えない。
【００４６】
実施例４．
図５はこの発明の実施例４のモノレール走行装置を示す断面図であり、図において、３１はシャーシ１に軸Ａにおいて揺動自在に支持されたフレーム（支持部材）であり、レール３上側のローラ５ａはフレーム３１の一端部に、レール３下側のローラ５ｂは板バネ１２ｂを介してフレーム３１の他端部にそれぞれ回転自在に支持され、共にレール３に押し付けられている。
【００４７】
ここでは、駆動輪２とレール３との摩擦係数とモノレール走行装置の重量から必要な押しつけ力が設定され、この設定値Ｐより点Ａに発生させるべき力ｆ３が求められる。これより式（３）を用いて、ローラ５ｂがレール３より受ける力ｆ１を求め、これらをもとに板バネ１２ｂの押圧力を設定する。
【００４８】
水平および垂直走行の状態では、式（３），式（４）で示された釣合条件に従って、ローラ５ａにはレール３からの反力ｆ２が、また点Ａには駆動輪２をレール３に押しつける力ｆ３がそれぞれ発生する。
【００４９】
上方または下方に曲がったレールの走行時では前述の板バネ１２ｂのたわみ量が変化する。レール３が上に凸に曲がっているときは、フレーム３１がシャーシ１に対して点Ａまわりにそれぞれ下方に曲がる。また逆にレール３が下に凸に曲がっているときは、フレーム３１がシャーシ１に対して点Ａまわりにそれぞれ上方に曲がる。これにより、上方または下方に曲がったレール３の走行時においても、板バネ１２ｂのたわみ量は水平および垂直走行時の釣合状態と極めて近い状態となり、摩擦駆動に必要な押しつけ力を得ることができる。
【００５０】
尚、本実施例におけるフレーム３１の形状は、図５に示すものに限定するものではなく、様々な形状に変形可能である。
また、ローラ５ａ，５ｂはモノレール走行装置の進行方向に対して駆動輪２を中心に前後にふたつ配置した例を示したが、全体の寸法等を考慮し、進行方向に対して駆動輪２を中心に左右にも設け、合わせて４個ずつとしても差し支えない。
【００５１】
実施例５．
図６はこの発明の実施例５のモノレール走行装置を示す断面図であり、図において、４１は略中央部がシャーシ１に軸Ａにおいて揺動自在に支持されたフレーム（支持部材）、４２はコイルバネ（付勢手段）であり、レール３上側のローラ５ａはコイルバネ４２ａを介してフレーム４１の一端部に、レール３下側のローラ５ｂはコイルバネ４２ｂを介してフレーム４１の他端部にそれぞれ回転自在に支持され、共にレール３に押し付けられている。
【００５２】
ここでは、駆動輪２とレール３との摩擦係数とモノレール走行装置の重量から必要な押しつけ力Ｐが設定され、この設定値Ｐより点Ａに発生させるべき力ｆ３が求められる。これより式（３），式（４）を用いて、ローラ５ａ及びローラ５ｂがレール３より受ける力ｆ１，ｆ２を求め、これらをもとにコイルバネ４２ａ，４２ｂの押圧力を設定する。
【００５３】
実施例１と同様に、水平走行から垂直走行、および垂直走行から水平走行に移る際の上方または下方に曲がったレール３の走行時においては、点Ａを中心にしてフレーム４１が揺動することにより、駆動輪２のレール３に対する押しつけ力の変動を極めて小さく抑制することができる。
【００５４】
尚、本実施例におけるフレームの形状は、図６に示すものに限定するものではなく、様々な形状に変形可能である。
また、ローラ５ａ，５ｂはモノレール走行装置の進行方向に対して駆動輪２を中心に前後にふたつ配置した例を示したが、全体の寸法等を考慮し、進行方向に対して駆動輪２を中心に左右にも設け、合わせて４個ずつとしても差し支えない。
【００５５】
実施例６．
図７はこの発明の実施例６のモノレール走行装置を示す断面図であり、図において、５１は略中央部がシャーシ１に軸Ａにおいて揺動自在に支持されたフレーム（支持部材）であり、レール３上側のローラ５ａはコイルバネ４２ａを介してフレーム５１の一端部に、レール３下側のローラ５ｂはフレーム５１の他端部にそれぞれ回転自在に支持され、共にレール３に押し付けられている。
【００５６】
ここでは、駆動輪２とレール３との摩擦係数とモノレール走行装置の重量から必要な押しつけ力Ｐが設定され、この設定値Ｐより点Ａに発生させるべき力ｆ３が求められる。これより式（４）を用いて、ローラ５ａがレール３より受ける力ｆ２を求め、これらをもとにコイルバネ４２ａの押圧力を設定する。
【００５７】
水平および垂直走行の状態では、式（３），式（４）で示された釣合条件に従って、ローラ５ｂにはレール３からの反力ｆ１が、また点Ａには駆動輪２をレール３に押しつける力ｆ３がそれぞれ発生する。
【００５８】
上方または下方に曲がったレール３の走行時では、前述のコイルバネ４２ａのたわみ量が変化する。レール３が上に凸に曲がっているときは、フレーム５１がシャーシ１に対して点Ａまわりにそれぞれ下方に曲がる。また逆にレール３が下に凸に曲がっているときは、フレーム５１がシャーシ１に対して点Ａまわりにそれぞれ上方に曲がる。これにより、上方または下方に曲がったレール３の走行時においても、コイルバネ４２ａのたわみ量は水平および垂直走行時の釣合状態と極めて近い状態となり、摩擦駆動に必要な押しつけ力を得ることができる。
【００５９】
尚、本実施例におけるフレーム５１の形状は、図７に示すものに限定するものではなく、様々な形状に変形可能である。
また、ローラ５ａ，５ｂはモノレール走行装置の進行方向に対して駆動輪２を中心に前後にふたつ配置した例を示したが、全体の寸法等を考慮し、進行方向に対して駆動輪２を中心に左右にも設け、合わせて４個ずつとしても差し支えない。
【００６０】
実施例７．
図８はこの発明の実施例７のモノレール走行装置を示す断面図であり、レール３上側のローラ５ａはフレーム５１の一端部に、レール３下側のローラ５ｂはコイルバネ４２ｂを介してフレーム５１の他端部にそれぞれ回転自在に支持され、共にレール３に押し付けられている。
【００６１】
ここでは、駆動輪２とレール３との摩擦係数とモノレール走行装置の重量から必要な押しつけ力Ｐが設定され、この設定値Ｐより点Ａに発生させるべき力ｆ３が求められる。これより式（３）を用いて、ローラ５ｂがレール３より受ける力ｆ１を求め、これらをもとにコイルバネ４２ｂの押圧力を設定する。
【００６２】
水平および垂直走行の状態では、式（３），式（４）で示された釣合条件に従って、ローラ５ａにはレール３からの反力ｆ２が、また点Ａには駆動輪２をレール３に押しつける力ｆ３がそれぞれ発生する。
【００６３】
上方または下方に曲がったレール３の走行時では、前述のコイルバネ４２ｂのたわみ量が変化する。レール３が上に凸に曲がっているときは、フレーム５１がシャーシ１に対して点Ａまわりにそれぞれ下方に曲がる。また逆にレール３が下に凸に曲がっているときは、フレーム５１がシャーシ１に対して点Ａまわりにそれぞれ上方に曲がる。これにより、上方または下方に曲がったレール３の走行時においても、コイルバネ４２ｂのたわみ量は水平および垂直走行時の釣合状態と極めて近い状態となり、摩擦駆動に必要な押しつけ力を得ることができる。
尚、本実施例におけるフレーム５１の形状は、図８に示すものに限定するものではなく、様々な形状に変形可能である。
また、ローラ５ａ，５ｂはモノレール走行装置の進行方向に対して駆動輪２を中心に前後にふたつ配置され例を示したが、全体の寸法等を考慮し、進行方向に対して駆動輪２を中心に左右にも設け、合わせて４個ずつとしても差し支えない。
【００６４】
実施例８．
図９はこの発明の実施例８のモノレール走行装置を示す断面図であり、図において、６１はシャーシ１に水平に設けられたガイド（案内部材）、６２はガイド６１に摺動自在に設けられたスライダー（摺動部材）、６３はガイド６１に同軸的に設けられスライダー６２を一方向に付勢する圧縮バネ（付勢手段）、６４はリンク（支持部材）、６５は中央部がリンク６４を介してシャーシ１に揺動自在に支持され、一端部がスライダー６２に回動自在に支持されるとともに他端部にローラ５が軸支されたフレーム（支持部材）である。リンク６４はフレーム６５の１／２の長さとされている。
【００６５】
ここでは、駆動輪２は前後に２輪あり、シャーシ１に回転可能に取り付けられており、駆動力発生装置（図示していない）により回転する。
駆動輪２とレール３との摩擦係数とモノレール走行装置の重量から必要な押しつけ力Ｐが設定される。圧縮バネ６３の力に対して、ローラ５に働く押しつけ力が１／２になることから、圧縮バネ６３の押圧力が設定される。
【００６６】
このモノレール走行装置によれば、フレーム６５がローラ５をレール３に略一定の押圧力が押圧することにより、駆動輪２の駆動力を略一定の大きさに制御することができる。
【００６７】
尚、本実施例におけるフレーム６５及びリンク６４の形状は、図９に示すものに限定するものではなく、様々な形状に変形可能である。
また、ローラ５はモノレール走行装置の進行方向に対して前後にふたつ配置した例を示したが、全体の寸法等を考慮し、進行方向に対して左右にも設け、合わせて４個ずつとしても差し支えない。
【００６８】
また、駆動輪２は２輪とも駆動されるものを示したが、２輪のうち１輪だけが駆動され、１輪は回動自在であっても差し支えない。
また、バネは圧縮バネ６３の場合を示したが、スライダー６２に対して反対側に引っ張りバネを設けても同様の効果を奏する。
【００６９】
実施例９．
図１０はこの発明の実施例９のモノレール走行装置を示す断面図であり、図において、７１はシャーシ１の軸Ａに回動自在に設けられたフレーム（支持部材）、７２はフレーム７１を回動駆動する駆動機構（駆動手段）、７３は駆動輪２に設けられ該駆動輪２のレール３からの反力を検知するセンサ（押圧力検知手段）である。
また、図１１は駆動機構７２の駆動回路を示すブロック図である。
【００７０】
このモノレール走行装置では、レール３上面のローラ５は、フレーム７１により支持され、フレーム７１は点Ａにおいてシャーシ１に固定された回動力を発生する駆動機構７２によって回転力を受ける。その回動力によりローラ５はレール３に押しつけられる。同時にシャーシ１は点Ａにおいて駆動機構７２の回動力によって、ローラ５を中心としたモーメントを受け、このモーメントがシャーシ１に回転可能に取り付けられた駆動輪２をレール３に押しつける力となる。
【００７１】
ここでは駆動輪２の押しつけ力を一定に保つために、駆動輪２がレール３から受ける反力を測定するセンサ７３を設けている。このセンサ７３から得られる情報を駆動機構７２の駆動回路に組み込むことにより、常に一定の押しつけ力を駆動輪２に発生させることができる。
【００７２】
尚、本実施例におけるフレーム７１の形状は、図１０に示すものに限定するものではなく、様々な形状に変形可能である。
また、ローラ５はモノレール走行装置の進行方向に対して駆動輪２を中心に前後にふたつ配置された例を示したが、全体の寸法等を考慮し、進行方向に対して駆動輪２を中心に左右にも設け、合わせて４個としても差し支えない。
【００７３】
実施例１０．
図１２はこの発明の実施例１０のモノレール走行装置を示す断面図であり、図において、８１はローラ５を軸支しかつレール３に押圧するフレーム（支持部材）、８２はシャーシ１に固定され並進力、即ち、フレーム８１をローラ５方向に押圧する力を発生させるモータ（並進力発生手段）である。
【００７４】
レール３上面のローラ５は、フレーム８１により支持され、フレーム８１はシャーシ１に固定された並進力を発生するモータ８２によって並進力を受ける。その並進力によりローラ５はレール３に押しつけられる。同時にシャーシ１はモータ８２の並進力によって、その反力を受け、それがシャーシ１に回転可能に取り付けられた駆動輪２をレール３に押しつける力となる。
【００７５】
ここで駆動輪２の押しつけ力を一定に保つために、駆動輪２がレール３から受ける反力を測定するセンサ７３を設ける。このセンサ７３から得られる情報をモータ８２の駆動回路に組み込むことにより、常に一定の押しつけ力を駆動輪２に発生させることができる。本実施例の駆動回路のブロック図は実施例８に示すものと同様である。
【００７６】
尚、本実施例におけるフレーム８１の形状は、図１２に示すものに限定するものではなく、様々な形状に変形可能である。
また、ローラ５はモノレール走行装置の進行方向に対して駆動輪２を中心に前後にふたつ配置した例を示したが、全体の寸法等を考慮し、進行方向に対して駆動輪２を中心に左右にも設け、合わせて４個としても差し支えない。
【００７７】
実施例１１．
図１３はこの発明の実施例１１のモノレール走行装置の駆動輪及びレールを示す斜視図であり、図において、９１は駆動輪、９２はレールである。
駆動輪９１のレール９２に接触する外周面９１ａは摩擦係数を大きくするために粗面に加工されている。
また、レール９２の駆動輪９１と接触する帯状面９２ａは摩擦係数を大きくするために粗面に加工されている。
【００７８】
駆動輪９１のレール９２に対する押し付け力をＰ、駆動輪９１とレール９２間の摩擦係数をμとすると、駆動輪９１の得る駆動力Ｑは
Ｑ＝μＰ ・・・・・（５）
で表わすことができる。ここで押し付け力Ｐを一定とすると、駆動力Ｑは摩擦係数μに比例するから、より大きな駆動力Ｑを得るためには摩擦係数μを大きくすればよいことがわかる。
【００７９】
本実施例の駆動輪及びレールによれば、同じ押し付け力でより大きな駆動力を得ることができる。
尚、本実施例においてレール９２の表面を粗面加工するかわりに、レール９２表面に駆動輪９１表面との摩擦係数が大きい材料を貼着しても何等差し支えない。
また、レール９２の材質自体を駆動輪９１の外周面９１ａとの摩擦係数の大きな材料により構成しても、何等差し支えない。
【００８０】
さらに、駆動輪９１の外周面９１ａをレール９２との摩擦係数が大きな材料により構成しても、同じ押し付け力でより大きな駆動力を得ることができる。
尚、駆動輪９１の材質自体をレール９２の摩擦係数の大きな材料としても何等差し支えない。
【００８１】
実施例１２．
図１４はこの発明の実施例１２のモノレール走行装置取り外し用部材を示す斜視図であり、図において１０１はレール３の端部３ａに同軸的に設けられた取り外し用部材であり、上下方向の厚みが端部３ａ側から先端部１０１ａに向かって略台形状となるように略中央部から先端部に向かって上面が傾斜されている。
【００８２】
上記実施例１ないし７のいずれかのモノレール走行装置では、通常作業時レール３をバネ６，１２，４２によって挟み込んだ状態になっている。つまりあるたわみ量を持ったバネ６，１２，４２が内力を持っている状態である。構成部品の交換や定期点検などでモノレール走行装置をレール３から取り外す際、バネ６，１２，４２が内力を持った状態であると、その力によりローラ５が跳ね返され、人体に対して危険であると同時に他の構成部品を破損する恐れがある。
【００８３】
本実施例では、走行時ローラ５が挾んでいるレール３と厚みを同じくする取り外し用部材１０１を用いる。保守点検作業のためにモノレール走行装置をレール３より取り外す際、取り外すレール３の端部３ａに部材１０１のレール３と厚みを同じくする端部１０１ｂを図１４に示すようにあわせる。そしてそれを沿わせるようにしてモノレール走行装置をレール３から部材１０１に移す。これによりまずモノレール走行装置をレール３から取り外す作業が完了する。簡単な保守点検作業であれば、このまま部材１０１に取り付けたままで、作業を行うことができる。
【００８４】
また、構成部品の交換や修理などのためにモノレール走行装置を取り外す必要のある場合、モノレール走行装置を部材１０１に沿って部材１０１の厚みの薄くなる方向に徐々に動かし、部材１０１の厚みがゼロとなる端からローラ５を取り外す。このようにすると、バネ６，１２，４２のたわみ量は、部材１０１の勾配に沿って徐々に小さくなるため、内力による急激な跳ね返りなどが生じず、安全な取り外し作業を行うことができる。
【００８５】
尚、本実施例においてレール３と部材１０１をあわせる際に固定するための部材を設置しても何等差し支えない。
また、取り外し用部材１０１の材質は、何等制約を受けるものではない。
また、取り外し用部材１０１の厚みを端面が完全にゼロとなる必要はなく、取り外しに安全なものであれば、何等制約を受けるものではない。また、厚みの勾配についても同様に、何等制約を受けるものではない。
なお、上記各実施例ではレール３の断面はすべて単に板としたが、板に限定されることなく、例えば、山形材、不等辺山形材、Ｈ型材、Ｉ型材、みぞ型材（コの字）などとしてもよい。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように、この請求項１の発明によれば、前記車体に揺動自在に支持される支持部材と、前記単軌道を非対称の位置で挾持する複数の回転部材と、前記支持部材と複数の該回転部材との間各々に設けられ、該回転部材を前記単軌道に押圧する複数の押圧手段とを備えるように構成したので、駆動輪に走行に必要な押圧力を付与することができ、したがって駆動輪の駆動力を増加させるとともにその変動を許容範囲内に抑制することができる。また駆動輪の外に回転部材をも用いているために、取り付け誤差やレールの傾き等に起因する走行装置の揺れを抑制することができる。
また、簡単な構造により、上方または下方に曲がったレールの走行においても駆動輪に対して走行に必要な押圧力を安定した状態で付与することができ、摩擦駆動方式のみにより垂直走行も可能なモノレール走行装置を構成することができ、全体のコストダウンを図ることができる効果がある。
【００８９】
請求項２の発明によれば、前記押圧手段を、前記支持部材と回転部材とを互に離間する方向へ付勢する付勢手段、または弾性力により回転部材を単軌道に押圧する弾性部材のいずれかであるように構成したので、簡単な構造により必要な駆動力を得ることができる効果がある。
【００９１】
請求項３の発明によれば、前記車体に回動自在に設けられた支持部材と、該支持部材を回動駆動させる駆動手段と、前記支持部材に支持され該支持部材の回動力により前記単軌道に押圧される回転部材と、前記駆動輪に設けられ該駆動輪の前記単軌道への押圧力を検知しその信号に基づき前記駆動手段を制御する押圧力検知手段とを備えるように構成したので、前記駆動手段の回転駆動力を略一定に制御することにより、常に一定の駆動力を得ることができ、非常に安定した走行を実現することができる効果がある。
【００９２】
請求項４の発明によれば、支持部材に軸支され、単軌道に押圧される回転部材と、車体に固定され、前記支持部材を前記回転部材方向へ押圧する並進力を発生させる並進力発生手段と、駆動輪に設けられ該駆動輪の前記単軌道への押圧力を検知しその信号に基づき前記並進力発生手段を制御する押圧力検知手段とを備えるように構成したので、前記並進力発生手段の発生する並進力を略一定に制御することにより、常に一定の駆動力を得ることができ、非常に安定した走行を実現することができる効果がある。
【００９３】
請求項５の発明によれば、前記駆動輪の単軌道に接触する面を粗面とするように構成したので、駆動輪の駆動力を増大させることができ、単軌道走行装置全体を小型化，軽量化することができる効果がある。
【００９４】
請求項６の発明によれば、前記駆動輪の少なくとも単軌道に接触する面を摩擦係数の大きな材料とするように構成したので、駆動輪の駆動力を増大させることができ、単軌道走行装置全体を小型化，軽量化することができる効果がある。
【００９５】
請求項７の発明によれば、単軌道の駆動輪と接触する面を粗面とするように構成したので、駆動輪の駆動力を増大させることができ、単軌道走行装置全体を小型化，軽量化することができる効果がある。
【００９６】
請求項８の発明によれば、単軌道の少なくとも駆動輪と接触する面を摩擦係数の大きな材料とするように構成したので、駆動輪の駆動力を増大させることができ、単軌道走行装置全体を小型化，軽量化することができる効果がある。
【００９７】
請求項９の発明によれば、単軌道の端部に同軸的に設けられた軌道部材の前記回転部材により押圧される方向の厚みを、前記端部側から先端部に向かって漸次薄くなるように構成したので、回転部材の押圧力が徐々に緩和され、急激に跳ね返る等の不具合がなくなり、単軌道走行装置の取り外し作業及び保守点検作業の安全性を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１によるモノレール走行装置を示す側面図である。
【図２】この発明の実施例１のモノレール走行装置の上方または下方に曲がったレールにおける走行状態を示す側面図である。
【図３】この発明の実施例２によるモノレール走行装置を示す側面図である。
【図４】この発明の実施例３によるモノレール走行装置を示す側面図である。
【図５】この発明の実施例４によるモノレール走行装置を示す側面図である。
【図６】この発明の実施例５によるモノレール走行装置を示す側面図である。
【図７】この発明の実施例６によるモノレール走行装置を示す側面図である。
【図８】この発明の実施例７によるモノレール走行装置を示す側面図である。
【図９】この発明の実施例８によるモノレール走行装置を示す側面図である。
【図１０】この発明の実施例９によるモノレール走行装置を示す側面図である。
【図１１】この発明の実施例９によるモノレール走行装置の駆動機構の駆動回路を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施例１０によるモノレール走行装置を示す側面図である。
【図１３】この発明の実施例１１によるレールと駆動輪との接触状態を示す斜視図である。
【図１４】この発明の実施例１３による取り外し用部材とレールとの接合状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ シャーシ（車体）、２ 駆動輪、３ レール（単軌道）、４，１１，２１，３１，４１，５１，６５，７１，８１ フレーム（支部部材）、５ ローラ（回転部材）、６ 支持バネ（付勢手段）、１２ 板バネ（弾性部材）、４２ コイルバネ（付勢手段）、６１ ガイド（案内部材）、６２ スライダー（摺動部材）、６３ 圧縮バネ（付勢手段）、６４ リンク（支持部材）、７２ 駆動機構（駆動手段）、７３ センサ（押圧力検知手段）、８２ モータ（並進力発生手段）、９１ 駆動輪、９１ａ 外周面（接触する面）、９２ レール（単軌道）、９２ａ 帯状面（接触する面）、１０１ 取り外し用部材（軌道部材）、１０１ａ 先端部。

Claims (9)

1. 車体と、該車体に回転自在に支持されかつ単軌道に押圧される一つ以上の駆動輪と、前記車体に揺動自在に支持される支持部材と、前記支持部材に取り付けられた、一つまたは複数の押圧手段と、前記単軌道を挾持し、かつ、挾持する一方が直接前記支持部材に回転自在に支持され、他方が前記押圧手段を介して前記支持部材に回転自在に支持されるか、または、双方が前記押圧手段を介して前記支持部材に回転自在に支持される複数の回転部材とを備え、
   前記複数の回転部材は、前記単軌道を非対称の位置で挾むように配置されていることを特徴とする単軌道走行装置。
2. 前記押圧手段は、前記支持部材と回転部材とを互いに離間する方向へ付勢する付勢手段、または弾性力により回転部材を単軌道に押圧する弾性部材のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の単軌道走行装置。
3. 車体と、該車体に回転自在に支持されかつ単軌道に押圧される一つ以上の駆動輪と、前記車体に回動自在に設けられた支持部材と、該支持部材を回動駆動させる駆動手段と、前記支持部材に支持され該支持部材の回動力により前記単軌道に押圧される回転部材と、前記駆動輪に設けられ該駆動輪の前記単軌道への押圧力を検知しその信号に基づき前記駆動手段を制御する押圧力検知手段とを備えたことを特徴とする単軌道走行装置。
4. 車体と、該車体に回転自在に支持されかつ単軌道に押圧される一つ以上の駆動輪と、支持部材に軸支され、前記単軌道に押圧される回転部材と、前記車体に固定され、前記支持部材を前記回転部材方向へ押圧する並進力を発生させる並進力発生手段と、前記駆動輪に設けられ該駆動輪の前記単軌道への押圧力を検知しその信号に基づき前記並進力発生手段を制御する押圧力検知手段とを備えたことを特徴とする単軌道走行装置。
5. 前記駆動輪の単軌道に接触する面を、粗面としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の単軌道走行装置。
6. 前記駆動輪の少なくとも単軌道に接触する面を、摩擦係数の大きな材料により構成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の単軌道走行装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項記載の単軌道走行装置を走行させる単軌道の前記単軌道走行装置の駆動輪と接触する面を、粗面としたことを特徴とする単軌道。
8. 請求項１ないし６のいずれか１項記載の単軌道走行装置を走行させる単軌道の少なくとも前記単軌道走行装置の駆動輪と接触する面を、摩擦係数の大きな材料により構成したことを特徴とする単軌道。
9. 請求項１ないし４のいずれか１項記載の単軌道走行装置を走行させる単軌道の端部に同軸的に設けられた軌道部材からなり、該軌道部材の前記単軌道走行装置の回転部材により押圧される方向の厚みを前記端部側から先端部に向かって漸次薄くなるように構成したことを特徴とする取り外し部材。

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