JP6802465B2 - 連結車両およびその走行方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば鉄道トンネルの中央通路などの狭隘な通路に進入することが可能な連結車両等に関するものである。

例えば、トンネルなどのコンクリート構造体の検査方法としては、検査車両を軌道上に走行させ、検査車両からレーザー、超音波、電磁波等を検査対象の構造体表面に発振するとともに、反射したレーザー、超音波、電磁波等を受振し、検査対象部の欠陥を検出する方法がある（例えば特許文献１）。

特開２０１２−１６３４２６号公報

特許文献１の方法によれば、非接触で効率よくコンクリート構造体の健全度を測定することができる。

しかし、例えば、上下線の一対の軌道に対して、その一方の軌道上に検査車両を走行させると、検査車両と両側のそれぞれの壁との距離が大きく異なることとなる。このため、例えば、一方の壁が近くなりすぎて、計測ができない場合がある。また、軌道上に検査車両を走行させるためには、軌道走行用の専用の車両が必要であるためコストもかかり、軌道上に検査車両を設置するのにも時間を要する。

一方、一対の軌道の間であって、トンネルの中央部には、補修作業などのために、人が通行可能な通路が設けられる場合がある。この中央通路を利用して人が徒歩や軽車両などで所望の場所に移動することで、容易に必要な場所に移動して作業を行うことができる。したがって、前述した検査車両を、トンネル内の中央通路を走行させることができれば、検査車両を軌道上に走行させる必要がない。このため、検査車両とトンネルの両側の壁部までの距離が略一定となるため、測定が容易となり、軌道走行用の特殊な車両を用いる必要がない。

しかし、通常、トンネル内の通路は狭いため、大型の検査車両は進入することができない。このため、レーザー等を発振する装置や計測を行う装置などを、複数の車両に分けて搭載して、それらの車両を連結させる必要がある。

また、トンネル内の中央通路への出入りは、例えば軌道に対して略直交する方向に軌道下に設けられた地下通路から行われる。このため、地下通路から中央通路へ進入する際には、限られた狭隘なスペース内で、車両を略９０度旋回させる必要がある。しかし、複数の車両が連結されていると、旋回時の内輪差によって、後方の車両をうまく中央通路に誘導することが困難である。

また、検査車両を中央通路に進入させ、所望の位置まで移動して作業を終えた後は、検査車両をバックさせて、進入した地下通路に退避させる必要がある。この際にも、旋回時の内輪差によって、後方の車両をうまく地下通路に退避させることが困難である。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、狭隘なスペースでも、内輪差を抑制して、所望の通路に進入および退避をさせることが可能な連結車両等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、先後端に配置される牽引車と、前記牽引車で挟まれて、前記牽引車と連結する付随車と、を具備する連結車両であって、連結車両は、いずれかの前記牽引車を先頭にして、両方向に進行可能であり、前記牽引車の少なくとも後輪側には、ターンテーブル式の操舵装置が設けられ、前記付随車には、前後輪が連動する四輪操舵のターンテーブル式の操舵装置が設けられ、前記牽引車は、前記牽引車の車体に接続される第１連結部と、前記牽引車の操舵装置に接続される第２連結部を有し、前記付随車は、前記第１連結部と前記第２連結部のいずれかを選択して連結可能であり、進行方向に対して先頭の前記牽引車の前記第１連結部と前記付随車の操舵装置とが連結され、進行方向に対して最後尾の前記牽引車の前記第２連結部と、前記付随車の操舵装置とが連結されることを特徴とする連結車両である。

前記付随車の操舵装置において、前輪と後輪とのターンテーブルを接続するリンクには、ダンパが接続されてもよい。

先頭の前記牽引車に搭載されるアクセルは、全ての前記付随車および最後尾の前記牽引車に対して連動して機能してもよい。

前記牽引車の間には、複数の前記付随車が連結され、それぞれの前記付随車の操舵装置同士が連結され、前記付随車のホイルベースの長さと、前記付随車のそれぞれの操舵装置同士の連結長さが略同一であることが望ましい。

前記牽引車の前記第１連結部と前記付随車の操舵装置との連結部の回転支点と、前記牽引車の前記第２連結部と前記付随車の操舵装置との連結部の回転支点との位置が異なり、前記牽引車の前記第２連結部と前記付随車の操舵装置との連結部の回転支点は、前記牽引車と前記付随車のそれぞれの操舵装置の略中間であることが望ましい。

第１の発明によれば、連結車両の先後端に牽引車が配置されるため、進行方向の先頭側の牽引車を操作することで、連結車両の前進および後退の両方向に対して容易に連結車両を走行させることができる。また、この際、牽引車で挟まれる付随車が、ターンテーブル式の四輪操舵の操舵装置を有するため、個々の付随車は、内輪差なく走行することができる。また、牽引車の進行方向に対する後輪側がターンテーブル式の操舵装置であるため、牽引車も小回りが可能である。

また、この際、進行方向の後方の牽引車と付随車とは、操舵装置同士が連結されるため、前方の付随車の操舵装置の動作と、後方の牽引車の操舵装置の動作とが連動する。このため、前方の牽引車に連結される付随車および後方の牽引車は、前方の牽引車が方向を変えると、直ちに同時にこれに追従するように操舵装置が動作する。この結果、極めて小回りが利き、内輪差を抑制することができる。

一方、先頭の牽引車は、その車体が、その後方の付随車の操舵装置と連結される。すなわち、前方の牽引車の操舵装置は、後方の付随車の操舵装置とは連結されない。このため、先頭の牽引車の操舵装置は、他の操舵装置の動作の影響を受けることがなく、容易に独立して操作することができる。

この際、先頭の牽引車に搭載されるブレーキを、全ての付随車および最後尾の牽引車に対して連動して機能させることで、例えば、斜面を下る際に、後方の車両によって前方の車両が押され、連結部の不要な屈曲などを抑制することができる。このため、下り斜面でも、車両の向きが乱れることがない。

また、付随車の操舵装置において、前輪と後輪とのターンテーブルを接続するリンクに、ダンパが接続されれば、例えば、段差等に乗り上げた際など、操舵装置を回転させる方向に急激な力が付与された際に、リンクが座屈することを抑制することができる。

また、先頭の牽引車に搭載されるアクセルを、全ての付随車および最後尾の牽引車に対して連動して機能させることで、斜面なども容易に上ることができる。

また、牽引車の間に、複数の付随車が連結される場合において、それぞれの付随車の操舵装置同士が連結され、付随車のホイルベースの長さと、付随車のそれぞれの操舵装置同士の連結長さを略同一とすることで、内輪差が極小化して、全ての車両を略同一の円弧上に走行させることができる。

また、牽引車と付随車の連結が、ヒッチボールおよびヒッチカプラーによる連結であれば、進行方向を逆転させる際の、連結部の変更が容易である。

また、第２連結部と付随車の操舵装置との連結部の回転支点を、牽引車と付随車のそれぞれの操舵装置の略中間となるようにすることで、牽引車と付随車との内輪差を抑制することができる。

第２の発明は、先後端に配置される牽引車と、前記牽引車で挟まれて、前記牽引車と連結する付随車と、を具備する連結車両の走行方法であって、連結車両は、いずれかの前記牽引車を先頭にして、両方向に進行可能であり、前記牽引車の少なくとも後輪側には、ターンテーブル式の操舵装置が設けられ、前記付随車には、前後輪が連動する四輪操舵のターンテーブル式の操舵装置が設けられ、前記牽引車は、前記牽引車の車体に接続される第１連結部と、前記牽引車の操舵装置に接続される第２連結部を有し、前記付随車は、前記第１連結部と前記第２連結部のいずれかを選択して連結可能であり、進行方向に対して先頭の前記牽引車の前記第１連結部と前記付随車の操舵装置とを連結し、進行方向に対して最後尾の前記牽引車の前記第２連結部と、前記付随車の操舵装置とを連結して、一方の方向に走行し、走行方向を反転して、先頭の前記牽引車を最後尾の前記牽引車とし、最後尾の前記牽引車を先頭の前記牽引車とし、前記牽引車と前記付随車との連結を変更して、進行方向に対して先頭となる前記牽引車の前記第１連結部と前記付随車の操舵装置とを連結し、進行方向に対して最後尾となる前記牽引車の前記第２連結部と、前記付随車の操舵装置とを連結して走行することを特徴とする連結車両の走行方法である。

第２の発明によれば、進行方向を反転して走行可能な連結車両において、いずれが先頭になっても、内輪差を抑制して容易に操舵可能な走行方法提供することができる。

例えば、鉄道の軌道や軌道間の通路などに連結車両を進入させる際には、狭隘なスペースでの走行となるため、内輪差を抑制し、かつ操舵性にも優れた連結車両の走行が要求される。本発明の連結車両によれば、いずれの方向にも走行が可能であり、この際、進行方向に適した連結状態に変更が可能であるため、容易に通路や軌道への進入および退避を行うことができる。特に、鉄道では、列車運転時間帯で作業ができず、限られた保守時間帯で作業をする必要がある。したがって、本発明の連結車両を検査車両等に適用することで、検査車両の線路内外への進入、退避に際し時間短縮に繋がるため、コストや安全面等で鉄道では大きなメリットとなりうる。

本発明によれば、狭隘なスペースでも、内輪差を抑制して、通路に進入および退避をさせることが可能な連結車両等を提供することができる。

連結車両１の概略図。 牽引車３ａの概略底面図。 付随車５の概略底面図。 （ａ）、（ｂ）は、牽引車３ａと付随車５との連結状態を示す図。 （ａ）、（ｂ）は、牽引車３ａと付随車５との連結状態を示す底面図。 連結車両１の底面図。 付随車５の走行軌跡を示す図。 （ａ）、（ｂ）は、牽引車３ａと付随車５との他の連結状態を示す図。 付随車５の概略底面図。 連結車両１の底面図。 （ａ）、（ｂ）は、一部の付随車５のリンク２１の破損時の連結車両１の底面図。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、連結車両１の概略図である。連結車両１は、複数の車両よりなる。より具体的には、先後端に配置される牽引車３ａ、３ｂと、牽引車３ａ、３ｂとの間に連結される付随車５とからなる。なお、付随車５の台数は、図示した例には限られず、少なくとも１台あれば良く、複数台であってもよい。

牽引車３ａと牽引車３ｂには、駆動源が搭載される。例えば、牽引車３ａと牽引車３ｂには、モータが搭載され、運転者の操作で走行させることができる。すなわち、牽引車３ａが先頭となる方向（図中矢印Ａ方向）に進行する際に、運転者は牽引車３ａを操作し、後方の付随車５および牽引車３ｂを牽引する。また、牽引車３ｂが先頭となる方向（図中矢印Ｂ方向）に進行する際に、運転者は牽引車３ｂを操作し、後方の付随車５および牽引車３ａを牽引する。したがって、連結車両１は、牽引車３ａ、３ｂのいずれかを先頭として、両方向に進行可能である。

なお、牽引車３ａ、３ｂは、それぞれが先頭となる際の進行方向に対して、前方の車輪を前輪７ａとし、後方の車輪を後輪７ｂとする。また、付随車５においては、前輪と後輪の区別はないが、説明のため、一方を車輪９ａとし、他方を車輪９ｂとする。なお、以下の説明では、牽引車３ａ側の車輪を車輪９ａとし、牽引車３ｂ側の車輪を車輪９ｂとする。

図２（ａ）、図２（ｂ）は、牽引車３ａの概略底面図である。なお、牽引車３ｂも同様の構成であるため、説明を省略する。牽引車３ａの前輪７ａは、車体１１に対して向きがまっすぐに固定される。一方、牽引車３ａの後輪７ｂは、操舵装置１３と連結される。操舵装置１３は、図示を省略した牽引車３ａの運転席のステアリング等によって操作可能である。

操舵装置１３は、ターンテーブル式の操舵装置である。なお、前輪７ａも同様の操舵装置としてもよい。すなわち、牽引車３ａの少なくとも後輪７ｂが、ターンテーブル式の操舵装置であればよい。ターンテーブル式の操舵装置は、後輪７ｂの車軸自体を中央の回転中心によって回転するものである。すなわち、操舵装置１３を操作して回転させることで、後輪７ｂの向きを変えることができる。

例えば、図２（ａ）に示すように、操舵装置１３をまっすぐにした状態では、牽引車３ａはまっすぐに走行する（図中矢印Ｃ）。一方、図２（ｂ）に示すように、操舵装置１３を動作させて、回転させると（図中矢印Ｄ）、後輪７ｂは、車軸ごと回転して向きを変える。このため、牽引車３ａは後輪７ｂの回転方向とは逆側に向きを変えて（図中矢印Ｅ）走行する。このように後輪７ｂを操舵することで、内輪差を抑制し、最小回転半径を小さくすることができる。

なお、駆動輪は前輪７ａまたは後輪７ｂの一方のみでも良いが、前輪７ａ、後輪７ｂの両方を駆動してもよい。四輪を駆動させることで、例えば凹凸のある場所などにおいても、より安定して牽引車３ａを走行させることができる。

牽引車３ａの後方には、第１連結部１５ａ、第２連結部１５ｂが設けられる。第１連結部１５ａ、第２連結部１５ｂは、後方に連結される付随車５との連結部である。

第１連結部１５ａは、牽引車３ａの車体１１に接続される。したがって、図２（ｂ）に示すように、操舵装置１３の操作によらず、車体１１に対して常に同一の方向に向けて配置される。一方、第２連結部１５ｂは、牽引車３ａの後輪７ｂの操舵装置１３の回転部に接続される。したがって、図２（ｂ）に示すように、操舵装置１３を操作すると、操舵装置１３の向きに応じて、第２連結部１５ｂは、車体１１に対して向きが変化する。

図３（ａ）、図３（ｂ）は、付随車５の概略底面図である。付随車５は、車輪９ａ、９ｂともにターンテーブル式の操舵装置１７が設けられる。なお、付随車５には運転席などはないため、操舵装置１７を直接運転者が操作することはできない。したがって、先頭の牽引車３ａ、３ｂの向きに応じて、車輪９ａ、９ｂの向きが追従するように、操舵装置１７が動作する。

車輪９ａ、９ｂのそれぞれの操舵装置１７同士は、リンク２１によって連結される。リンク２１は、ロッド状の部材であり、一対のリンク２１がクロスするように配置され、それぞれのリンク２１の端部が、それぞれの操舵装置１７の回転部に連結される。

車輪９ａ、９ｂのいずれかに回転方向の力が付与されると、リンク２１によって、他方の車輪９ａ、９ｂが逆方向に回転する。例えば、図３（ｂ）に示すように、車輪９ａの操舵装置１７が一方の方向（図中矢印Ｈ）に回転すると、リンク２１によって、車輪９ｂの操舵装置１７が逆方向（図中矢印Ｇ）に回転する。

図３（ａ）に示すように、操舵装置１７をまっすぐにした状態では、付随車５はまっすぐに走行する（図中矢印Ｆ）。一方、図３（ｂ）に示すように、車輪９ａの操舵装置１７が一方の方向（図中矢印Ｈ）に回転し、車輪９ｂの操舵装置１７が逆方向（図中矢印Ｇ）に回転するすると、付随車５は進行方向前方の車輪９ａの向きに（図中矢印Ｉ）走行する。このように、付随車５は、前後輪が連動する四輪操舵のターンテーブル式の操舵装置１７を具備する。

付随車５の前方及び後方には、それぞれ連結部１９ａ、１９ｂが設けられる。なお、付随車５においては、前方及び後方の区別はないが、説明のため、一方を連結部１９ａとし、他方を連結部１９ｂとする。なお、以下の説明では、車輪９ａ側の連結部を連結部１９ａとし、車輪９ｂ側の連結部を連結部１９ｂとする。

次に、牽引車３ａと付随車５との連結構造の詳細について説明する。前述したように、牽引車３ａは、第１連結部１５ａと第２連結部１５ｂを具備する。牽引車３ａを、牽引車３ａと隣り合う付随車５を連結する際には、付随車５の連結部１９ａは、牽引車３ａの第１連結部１５ａと第２連結部１５ｂのいずれかを選択して連結可能である。

図４（ａ）は、牽引車３ａが、進行方向に（図中矢印Ａ）に対して先頭車両である場合の連結構造を示す図である。牽引車３ａが先頭車両の場合、牽引車３ａは運転者によって操作される。この場合、付随車５の連結部１９ａは、牽引車３ａの第１連結部１５ａと連結される。すなわち、付随車５の連結部１９ａは、牽引車３ａの車体１１と連結される。したがって、第２連結部１５ｂには、何も連結されない。

図５（ａ）は、図４（ａ）の連結状態における連結車両１の概略底面図である。前述したように、付随車５の連結部１９ａは、牽引車３ａの車体１１の第１連結部１５ａと連結する。したがって、牽引車３ａの操舵装置１３を運転席で操作したとしても、操舵装置１３が独立して回転する（図中矢印Ｄ）。したがって、牽引車３ａの進行方向を変えて走行することができる（図中矢印Ｅ）。なお、第１連結部１５ａと連結部１９ａは、例えばピン等で連結され、ピン等を回転支点に、牽引車３ａと付随車５の向きが、互いに回転可能である。

このように、牽引車３ａの後輪７ｂは、付随車５の車輪９ａと連動することがない。このため、牽引車３ａの運転者は、運転席のステアリング等を操作することで、操舵装置１３のみを独立して操作することができ、後輪７ｂの方向を容易に操作することができる。

なお、この場合、牽引車３ａの進行方向に追随するように付随車５が走行する。したがって、付随車５は、牽引車３ａの方向に向きを変えようとする方向に力を受ける。この結果、車輪９ａが牽引車３ａの向きに向く方向に力を受ける。この際、車輪９ａの操舵装置１７と車輪９ｂの操舵装置１７とはリンク２１で連結されているため、車輪９ａ、９ｂは連動して回転しようとする。

さらに、付随車５同士は、互いの操舵装置１７に接続された連結部１９ｂ（１９ａ）で連結するため、隣り合う付随車５の操舵装置１７同士も連動する。したがって、進行方向の先頭側の付随車５が、牽引車３ａの方向に曲がろうとすると、その後方に連結された他の車両は全て連動して操舵装置１７が回転しようとして、曲がろうとする。したがって、牽引車３ａの進行が進むにつれて、徐々に後方の付随車全体が同時に曲がる方向に姿勢が変化するため、小さな回転半径で曲がることができる。また、この際、内輪差を抑制することができる。

これに対し、図４（ｂ）は、進行方向に（図中矢印Ｂ）に対して、牽引車３ａが最後尾である場合の連結構造を示す図である。牽引車３ａが最後尾の場合、牽引車３ａは運転者によって運転されず、付随車５に牽引される。この場合、付随車５の連結部１９ａは、牽引車３ａの第２連結部１５ｂと連結される。すなわち、付随車５の操舵装置１７は、牽引車３ａの操舵装置１３と連結される。したがって、第１連結部１５ａには、何も連結されない。

図５（ｂ）は、図４（ｂ）の連結状態における連結車両１の概略底面図である。前述したように、付随車５の連結部１９ａは、牽引車３ａの車体１１の第２連結部１５ｂと連結する。第２連結部１５ｂと連結部１９ａは、例えばピン等で連結され、ピン等を回転支点に、互いに回転可能である。したがって、前述したように、進行方向の先頭側の付随車５が曲がろうとし（図中矢印Ｉ）、付随車５の操舵装置１７の車輪９ａ、９ｂがそれぞれ連動して回転しようとすると（図中矢印Ｇ、図中矢印Ｈ）、これに連動して、牽引車３ａの操舵装置１３もこれに対応して回転しようとする（図中矢印Ｄ）。

このように、牽引車３ａの後輪７ｂは、付随車５の車輪９ａと連動するため、最後尾の牽引車３ａも、他の付随車５と同様に、小さな回転半径で、先頭側の車両に牽引されて走行することができる。

次に、連結車両１の連結部等の位置関係について詳細に説明する。図６は、連結車両１の概略底面図である。なお、図示した例は、左側の牽引車３ａ（図示省略）を先頭車両として走行する（図中矢印Ａ）場合における、その後方に連結される付随車５および牽引車３ｂを示す。すなわち、付随車５同士および後方の付随車５と牽引車３ｂとの連結は、互いに操舵装置１３、１７同士が連結して、連動して動作する。

前述したように、牽引車３ａ、３ｂの間に複数の付随車５が連結される場合には、それぞれの付随車５の操舵装置１７（連結部１９ａ、１９ｂ）同士が連結される。この際、付随車５のホイルベースの長さ（図中Ｊであって、操舵装置１７の回転中心同士の距離）と、連結される付随車５のそれぞれの操舵装置１７同士の連結長さ（図中Ｋであって、操舵装置１７の回転中心同士の距離）は略同一であることが望ましい。

また、同様に、後方の付随車５と最後尾の牽引車３ｂは、それぞれの付随車５の操舵装置１７（連結部１９ｂ）と操舵装置１３（第２連結部１５ｂ）が連結される。この際、付随車５のホイルベースの長さ（図中Ｊ）と、連結される付随車５と牽引車３ｂのそれぞれの操舵装置１７と操舵装置１３との連結長さ（図中Ｌであって、操舵装置１７と操舵装置１３の回転中心同士の距離）は略同一であることが望ましい。

また、付随車５同士の連結部において、付随車５の操舵装置１７の回転中心から、付随車５同士の連結部１９ａ、１９ｂの回転支点（例えばピンなど）の長さ（図中Ｍ）は、連結される付随車５のそれぞれの操舵装置１７同士の連結長さ（図中Ｋ）の略１／２であることが望ましい。

同様に、付随車５と最後尾の牽引車３ｂとの連結部において、付随車５の操舵装置１７の回転中心から、付随車５の連結部１９ｂと牽引車３ｂの第２連結部１５ｂの回転支点（例えばピンなど）の長さ（図中Ｎ）は、連結される付随車５と牽引車３ｂのそれぞれの操舵装置１７と操舵装置１３との連結長さ（図中Ｌ）の略１／２であることが望ましい。すなわち、付随車５の操舵装置１７の回転中心から、付随車５同士の連結部１９ａ、１９ｂの回転支点の長さ（図中Ｍ）と、付随車５の操舵装置１７の回転中心から、付随車５の連結部１９ｂと牽引車３ｂの第２連結部１５ｂの回転支点の長さ（図中Ｎ）は、等しいことが望ましい。

図７は、旋回時における車両の走行軌跡を示す概念図である。前述したような連結部の位置関係とすることで、全ての車両の車輪の回転量が一致するとともに、車輪同士の間隔が同一となるため、同一の円弧上（図中Ｏ）を走行することができる。すなわち、内輪差を極小化し、各車両の内輪側の走行線が同一円弧（図中Ｐ）から、内側にはみ出すことを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態による連結車両１及びその走行方法によれば、先後端に牽引車３ａ、３ｂが連結され、牽引車３ａ、３ｂの間に、付随車５が連結されるため、先頭側の牽引車３ａまたは牽引車３ｂを運転することで、いずれの方向に対しても走行することができる。また、付随車５は、前後輪が連動した四輪操舵の操舵装置であるため、内輪差が小さく、小さな回転半径で曲がることができる。

また、進行方向に対して先頭の牽引車３ａまたは牽引車３ｂの第１連結部１５ａ（車体１１）と、付随車５の連結部１９ａ（操舵装置１７）が連結されるため、先頭の牽引車３ａまたは牽引車３ｂの運転操作には影響がない。

一方、付随車５同士は、連結部１９ａ、１９ｂで連結され、互いに操舵装置１７が連動する。また、最後尾の牽引車３ａまたは牽引車３ｂの第２連結部１５ｂ（操舵装置１３）と、付随車５の連結部１９ａ（操舵装置１７）が連結されるため、付随車５の曲りと連動して最後尾の牽引車３ａまたは牽引車３ｂの操舵装置１３を動作させることができる。このため、付随車５および最後尾の牽引車３ａまたは牽引車３ｂを同時に連動して旋回させる方向に操舵装置が動作し、小さな回転半径で曲がることができるとともに、内輪差を極めて小さくすることができる。この結果、狭隘なスペースで、進行方向を変えながら狭い通路等にも容易に進入することができる。

このように、牽引車３ａ、３ｂの第１連結部１５ａと第２連結部１５ｂとを選択して付随車５と連結させることで、いずれの方向に走行する場合でも、上述する効果を得ることができる。

また、複数の付随車５が連結される場合において、付随車５のホイルベースの長さと、付随車５のそれぞれの操舵装置１７同士の連結長さを略同一とすることで、連結車両１のそれぞれの車両を略同一の走行軌跡で走行させることができる。

次に、第２の実施形態について説明する。図８（ａ）、図８（ｂ）は、牽引車３ａと付随車５との連結状態を示す図である。なお、以下の実施の形態において、前述した第１の実施形態と同様の機能を奏する構成については、図１〜図７と同様の符号を付し、重複する説明を省略する。第２の実施形態では、牽引車３ａと付随車５とが、ヒッチボール２９およびヒッチカプラー２７によって連結される。なお、前述したように、牽引車３ｂと付随車５との連結も同様であるため、説明を省略する。

牽引車３ａの後方には、ヒッチボール２９が設けられる。より詳細には、第１連結部１５ａにはヒッチボール２９が一つ設けられる。第２連結部１５ｂは、第１連結部１５ａよりも長く、第２連結部１５ｂにはヒッチボール２９が前後方向に二つ併設される。

付随車５の連結部１９ａには、ヒッチカプラー２７が設けられる。ヒッチカプラー２７は、ヒッチボール２９に対応したカップ状の形状を有し、ヒッチカプラー２７をヒッチボール２９に被せて嵌めることで、互いが連結される。なお、ヒッチカプラー２７は、前後方向に二つ併設される。

連結部１９ａの先端側において、ヒッチカプラー２７は、前後方向に一対のピン２３、２５で固定される。したがって、連結部１９ａに対してヒッチカプラー２７は一直線上に固定され、ピン２３、２５および一対のヒッチカプラー２７が一直線上に配置される。

図８（ａ）は、牽引車３ａが先頭車両（図中Ａが進行方向）となる場合の連結状態を示す図である。この場合には、前述したように、車体１１に接続される第１連結部１５ａと連結部１９ａが連結される。すなわち、連結部１９ａのヒッチカプラー２７の一つが、第１連結部１５ａのヒッチボール２９と嵌合して連結する。なお、ヒッチボール２９とヒッチカプラー２７とは、互いに回動することができる。すなわち、牽引車３ａと付随車５との連結部において、ヒッチボール２９の位置が回転支点となって、牽引車３ａと付随車５の車両の向きが変化する。

一方、図８（ｂ）は、牽引車３ａが最後尾（図中Ｂが進行方向）となる場合の連結状態を示す図である。この場合には、前述したように、操舵装置１３に接続される第２連結部１５ｂと連結部１９ａが連結される。すなわち、連結部１９ａの二つのヒッチカプラー２７が、第２連結部１５ｂの二つのヒッチボール２９とそれぞれ嵌合して連結する。

なお、この場合には、ヒッチボール２９とヒッチカプラー２７とが、２カ所で連結するため、それぞれの連結部で互いに回動することができない。この場合には、前述した、ピン２３、２５の一方のピン２３を抜き取る。このようにすることで、連結部１９ａにおけるヒッチカプラー２７の連結部であるピン２５の位置が回転支点となって、牽引車３ａと付随車５の車両の向きを変えることができる。

このように、牽引車３ａの第１連結部１５ａと付随車５の操舵装置１７との連結部の回転支点の位置（図８（ａ）のヒッチボール２９の位置）と、牽引車３ａの第２連結部１５ｂと付随車５の操舵装置１７との連結部の回転支点の位置（図８（ｂ）のピン２５の位置）は異なる。

牽引車３ａが先頭の場合には、牽引車３ａの操舵装置１３に近い位置で連結することで、牽引車３ａを旋回させた際に、付随車５をより小回りさせることができる。一方、牽引車３ａが最後尾の場合には、前述したように、牽引車３ａと付随車５の連結部の回転支点と、牽引車３ａの操舵装置１３との距離（図中Ｒ）と、牽引車３ａと付随車５の連結部の回転支点と付随車５の操舵装置１７との距離（図中Ｑ）が等しいことが望ましい。このようにすることで、牽引車３ａと付随車５とを連動させて旋回させた際に、略同一円弧上の走行軌跡とすることができる。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ヒッチボール２９およびヒッチカプラー２７を用いることで、連結部１９ａ、１９ｂの連結対象を、第１連結部１５ａと第２連結部１５ｂとで変更する作業が容易である。また、それぞれの連結状態において、連結部における回転支点の位置を変えることで、それぞれの連結状態に適した位置に回転支点を配置することができる。

次に、第３実施形態について説明する。図９は、付随車５の概略底面図である。本実施形態では、付随車５の前後の操舵装置１７同士を連結するリンク２１に、ダンパ３１が配置される。ダンパ３１は、例えばオイルダンパなどであり、リンク２１のそれぞれの軸方向の衝撃を吸収する。

付随車５が走行時において、例えば、両側の車輪９ａの内、一方の側の車輪のみに大きな力が加わる場合がある。例えば、一方の車輪のみが段差等に乗り上げる場合には、段差側の車輪は後方に押し込まれ、これに応じて他方の車輪が前方に押し出される。すなわち、操舵装置１７に急激な回転力が付与される。

このような場合、前後の操舵装置１７がリンク２１で連結されているため、一方の操舵装置１７に急激な回転力が付与されると、その力はリンク２１によって他方の操舵装置１７に伝達される。この際、一対のリンク２１の一方には引張力が付与され、他方には圧縮力が付与される。したがって、急激な圧縮力を受けたリンク２１が座屈や折損するおそれがある。

ダンパ３１は、このような急激な衝撃を受けた際に、リンク２１へ付与される圧縮力や引張力を吸収する。したがって、前述したような状況においても、リンク２１への急激な圧縮力等を抑制することができる。

第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、リンク２１にダンパ３１が設けられるため、付随車５が段差等に乗り上げる場合などにおいて、リンク２１の損傷を抑制することができる。

次に、第４実施形態について説明する。図１０は、連結車両１の概略底面図である。前述したように、牽引車３ａ、３ｂは、先頭車両となった際には、運転者によって操作される。したがって、それぞれの車両には、ブレーキ３３ａ、３３ｂが搭載される。例えば、上り斜面を走行する場合なであれば、先頭の牽引車３ａ、３ｂを減速させると、後方の車両もそれに応じて減速させることができる。

しかし、連結車両１が下り斜面を走行する際、例えば、先頭の牽引車３ａのみにブレーキをかけても、後方の付随車５および牽引車３ｂにブレーキが利かないと、車両の重量によって、それぞれの車両が下り勾配を下ろうとして、連結車両１の前方側に押し出される。この際、それぞれの車両の連結部は、水平方向にも鉛直方向にもそれぞれ所定の範囲で回転可能であるため、後方の車両が前方に押し込まれると、各連結部を屈曲させて、連結車両１の隊列を維持することができない。

そこで、本実施形態では、運転者によって運転操作が行われる牽引車３ａ、３ｂによって操作されたブレーキ３３ａ、３３ｂの効果が、全ての付随車５にも連動する。すなわち、牽引車３ａが先頭車両の場合には、先頭の牽引車３ａに搭載されるブレーキ３３ａは、全ての付随車５および最後尾の牽引車３ｂに対して連動して機能する。同様に、牽引車３ｂが先頭車両の場合には、先頭の牽引車３ｂに搭載されるブレーキ３３ｂは、全ての付随車５および最後尾の牽引車３ａに対して連動して機能する。

このようにすることで、先頭車両の減速に応じて、全ての後方の車両も減速させることができる。このため、下り勾配等を走行する際にも、減速時に後方の車両が前方に押し出されることがなく、連結車両１の隊列が乱れることがない。

なお、前述したように、付随車５には、各計測機器等が搭載される。したがって、牽引車３ａ、３ｂおよびそれぞれの付随車５は、それぞれ重量が異なる場合がある。このような場合には、各車両の重量に応じて、各車両のブレーキの制動力を調整してもよい。例えば、重量の重い車両は、他の車両よりもブレーキによる制動力を相対的に強くし、重量の軽い車両は、他の車両よりも相対的に制動力を弱くしてもよい。

また、図示は省略するが、ブレーキだけではなく、運転者によって運転操作が行われる先頭の牽引車３ａ、３ｂに搭載されるアクセルの効果が、全ての付随車５および最後尾の牽引車３ａ、３ｂに対して連動して機能するようにしてもよい。すなわち、牽引車３ａが先頭車両の場合には、先頭の牽引車３ａに搭載される駆動部は、全ての付随車５および最後尾の牽引車３ｂに対して連動して機能する。同様に、牽引車３ｂが先頭車両の場合には、先頭の牽引車３ｂに搭載される駆動部は、全ての付随車５および最後尾の牽引車３ａに対して連動して機能する。

このようにすることで、不陸な場所の走行や、上り勾配の走行などにおいて、より確実に各車両を安定して走行させることができる。なお、この場合にも、車両ごとの重量に応じて、各車両の駆動力を調整してもよい。

第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、運転される牽引車３ａまたは牽引車３ｂのブレーキ操作またはアクセル操作を、後方の他の車両にも連動して機能させることで、連結車両１をより安定して走行させることができる。

次に、第５実施形態について説明する。図１１（ａ）は、連結車両１の概略底面図である。前述したように、付随車５の前後の操舵装置１７はリンク２１で連結されている。したがって、車輪９ａの操舵装置１７と車輪９ｂの操舵装置１７とが連動して動作するため、付随車５は安定して旋回することができる。

一方、図示したように、一部の付随車５のリンク２１が破損すると、当該付随車５の車輪９ａ、９ｂが連動せず、それぞれ自由に動作可能となる。例えば、車輪９ａ、９ｂの操舵装置１７が連動して互いに逆方向に回転することで、内輪差がなく小さな回転半径で回転可能であるが、それぞれの操舵装置１７が同一方向に回転すると、大きな内輪差が生じ、望ましくない。

そこで、リンク２１が破損した際には、当該付随車５の一方の操舵装置１７を固定する。例えば、図１１（ｂ）に示すように、牽引車３ａが先頭車両となる場合（図中Ｃが進行方向となる場合）には、進行方向に対して後方にあたる車輪９ｂの操舵装置１７をストッパ３５により固定する。したがって、車輪９ｂは常に直進方向に向いた状態となる。

このようにすることで、当該付随車５については、前輪側の車輪９ａのみが操舵されるため、多少の内輪差は生じるが、少なくとも、前後の車輪９ａ、９ｂが同一方向に向くことや、前後輪が自由に動くことで、当該付随車が蛇行するようなことを抑制することができる。

第５の実施形態によれば、万が一、リンク２１が破損した際にも、少なくとも中央通路から地下通路に脱出するまでの間で、最低限の安定性を確保して走行させることができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、前述した各実施形態は、互いに組み合わせることができることは言うまでもない。

また、各車両の形状は図示した例には限られない。例えば、図示した例では、平面視（底面視）において、牽引車３ａ、３ｂの後方の両側と、付随車５の前後の両側は、それぞれ略９０度の角部となっているが、これに限られない。連結車両１を旋回させた際に、各車両同士の干渉を避けるため、例えば、各車両の角部を斜めに切り欠いた形状としてもよい。

また、各車両の両側に、側方に向けて緩衝部材を突出させてもよい。例えば、各車両の側面に、それぞれ一対の緩衝部材を配置し、走行中の車両の両側の壁部と車両との接触時の衝撃等を抑制してもよい。例えば、地下通路から中央通路へ進入した直後は、連結車両１が完全にまっすぐとなる姿勢に安定しておらず、各車両が左右に振れるおそれがある。この際、各車両の両側の壁部に接触可能な緩衝部材を突出させておくことで、車体が直接壁部に接触することを防ぎ、また、車体に衝撃が加わることを抑制することができる。

この場合、緩衝部材としては、各車両の車体に対して多少のクッション性を有すれば材質は問わないが、走行時に壁部に沿って回転可能なタイヤであることが望ましい。このようにすることで、タイヤが壁部に接触した状態で走行しても、緩衝部材の破損が抑制され、走行抵抗が大きくなることがない。

１………連結車両
３ａ、３ｂ………牽引車
５………付随車
７ａ………前輪
７ｂ………後輪
９ａ、９ｂ………車輪
１１………車体
１３………操舵装置
１５ａ………第１連結部
１５ｂ………第２連結部
１７………操舵装置
１９ａ、１９ｂ………連結部
２１………リンク
２３、２５………ピン
２７………ヒッチカプラー
２９………ヒッチボール
３１………ダンパ
３３ａ、３３ｂ………ブレーキ
３５………ストッパ

Claims (6)

1. 先後端に配置される牽引車と、
   前記牽引車で挟まれて、前記牽引車と連結する付随車と、
   を具備する連結車両であって、
   連結車両は、いずれかの前記牽引車を先頭にして、両方向に進行可能であり、
   前記牽引車の少なくとも後輪側には、ターンテーブル式の操舵装置が設けられ、
   前記付随車には、前後輪が連動する四輪操舵のターンテーブル式の操舵装置が設けられ、
   前記牽引車は、前記牽引車の車体に接続される第１連結部と、前記牽引車の操舵装置に接続される第２連結部を有し、前記付随車は、前記第１連結部と前記第２連結部のいずれかを選択して連結可能であり、
   進行方向に対して先頭の前記牽引車の前記第１連結部と前記付随車の操舵装置とが連結され、
   進行方向に対して最後尾の前記牽引車の前記第２連結部と、前記付随車の操舵装置とが連結されることを特徴とする連結車両。
2. 前記付随車の操舵装置において、前輪と後輪とのターンテーブルを接続するリンクには、ダンパが接続されることを特徴とする請求項１に記載の連結車両。
3. 先頭の前記牽引車に搭載されるアクセルは、全ての前記付随車および最後尾の前記牽引車に対して連動して機能することを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の連結車両。
4. 前記牽引車の間には、複数の前記付随車が連結され、それぞれの前記付随車の操舵装置同士が連結され、前記付随車のホイルベースの長さと、前記付随車のそれぞれの操舵装置同士の連結長さが略同一であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の連結車両。
5. 前記牽引車の前記第１連結部と前記付随車の操舵装置との連結部の回転支点と、前記牽引車の前記第２連結部と前記付随車の操舵装置との連結部の回転支点との位置が異なり、前記牽引車の前記第２連結部と前記付随車の操舵装置との連結部の回転支点は、前記牽引車と前記付随車のそれぞれの操舵装置の略中間であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の連結車両。
6. 先後端に配置される牽引車と、前記牽引車で挟まれて、前記牽引車と連結する付随車と、を具備する連結車両の走行方法であって、
   連結車両は、いずれかの前記牽引車を先頭にして、両方向に進行可能であり、
   前記牽引車の少なくとも後輪側には、ターンテーブル式の操舵装置が設けられ、
   前記付随車には、前後輪が連動する四輪操舵のターンテーブル式の操舵装置が設けられ、
   前記牽引車は、前記牽引車の車体に接続される第１連結部と、前記牽引車の操舵装置に接続される第２連結部を有し、前記付随車は、前記第１連結部と前記第２連結部のいずれかを選択して連結可能であり、
   進行方向に対して先頭の前記牽引車の前記第１連結部と前記付随車の操舵装置とを連結し、進行方向に対して最後尾の前記牽引車の前記第２連結部と、前記付随車の操舵装置とを連結して、一方の方向に走行し、
   走行方向を反転して、先頭の前記牽引車を最後尾の前記牽引車とし、最後尾の前記牽引車を先頭の前記牽引車とし、前記牽引車と前記付随車との連結を変更して、進行方向に対して先頭となる前記牽引車の前記第１連結部と前記付随車の操舵装置とを連結し、進行方向に対して最後尾となる前記牽引車の前記第２連結部と、前記付随車の操舵装置とを連結して走行することを特徴とする連結車両の走行方法。
   

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