Guide device for guide rail type vehicle, and guide rail type vehicle

本発明は、例えば走行軌道の両側に設置した案内軌条に案内輪を当接させながら走行軌道を走行する、案内軌条式車両用の案内装置、及びこの案内装置を備えた案内軌条式車両に関する。

一般的には新交通システムと呼ばれ、予め設定された走行軌道を車両が走行する交通機関が存在する。 この交通機関の内、走行軌道の両側に設置した案内軌条に案内輪を当接させながらゴムタイヤで走行する案内軌条式車両には、車両を操向するための案内装置が設けられている。 この案内装置は、車両の車体前、後部のそれぞれにおいて車幅方向の左右両側に設けられ、図４に示すような案内輪１０を備える。 この案内輪１０は、車体前、後部のそれぞれにおける案内アームの各端部に回転自在に設けられ、上側に位置する主案内輪１１と、その下側に位置する分岐案内輪１２とを備えている。 主案内輪１１と分岐案内輪１２とは、それぞれ独立して回転する。

一方、走行軌道２０の左右両側には、案内輪１０が当接する案内レール２１が設置されている。 この案内レール２１は、走行軌道２０に沿って設置される主案内レール２２と、走行軌道２０の分岐箇所に設置される分岐案内レール２３とから構成される。
主案内レール２２は、主案内輪１１に外方側から接触して車体の内側に向かう内向力Ｐ１を車体に及ぼす。 一方、分岐案内レール２３は、分岐案内輪１２に内方から接触して車体の外側に向かう外向力Ｐ２を車体に及ぼす。 このように案内輪１０と案内レール２１とが当接しながら、車両は走行軌道２０に沿って案内され走行する。

上述のように案内軌条式車両は、案内輪１０によって操向されることから、案内輪１０と案内レール２１とが当接したときの力Ｐ１、Ｐ２が車体に作用する。 よって、過剰な内向力Ｐ１及び外向力Ｐ２の作用、つまり衝撃荷重の作用は、案内装置の短寿命化、騒音の発生、及び乗り心地の低下等を招くことになる。 そこで案内装置には、内向力Ｐ１及び外向力Ｐ２を緩和する緩衝装置が設けられている（例えば特許文献１〜３）。

上述の緩衝装置として、例えば特許文献１では、Ｌ字形のてこ、及び緩衝用弾性部材を備えた構造が開示されている。 ここで、Ｌ字形てこの一端は、上述の案内アームの先端に、支持軸を介して回動自在に取り付けられるとともに、緩衝用弾性部材を介して支持されている。 また、Ｌ字形てこの他端には、上述の主案内輪１１及び分岐案内輪１２が回転可能に取り付けられている。 よって、上述したように主案内輪１１及び分岐案内輪１２が主案内レール２２及び分岐案内レール２３と接触して転動したとき、Ｌ字形てこは、その一端部分の上記支持軸を中心に回動しようとする。 このとき、この回動に係る力（上述のＰ１，Ｐ２に相当する）は、緩衝用弾性部材によってその一部が吸収され、過剰な内向力Ｐ１及び外向力Ｐ２が車体に作用することは抑制される。

しかしながら、この特許文献１に開示される緩衝装置は、上述のように、案内アームに対してさらにＬ字形てこ及び緩衝用弾性部材を設けることから、構造が複雑であり部品点数も多くなってしまう。 よってメンテナンス性が悪いという問題がある。

また、特許文献２も上述の特許文献１の構成と類似の構造を開示し、板状の案内リンクと、緩衝ゴム又は緩衝機構とを備えた構造が開示されている。 ここで、案内リンクが特許文献１のＬ字形てこに相当し、緩衝ゴム又は緩衝機構が特許文献１の緩衝用弾性部材に相当する。 この案内リンク、並びに、緩衝ゴム又は緩衝機構は、Ｌ字形てこ及び緩衝用弾性部材と同様の作用を行う。
したがって、特許文献２の緩衝装置においても、構造が複雑であり部品点数も多く、メンテナンス性が悪いという問題がある。

また、特許文献３では、上述した主案内輪１１及び分岐案内輪１２に緩衝装置を設けた構成を開示する。 上述のように主案内輪１１及び分岐案内輪１２は、案内アームの輪軸にベアリングを介して回転自在に支持されているが、特許文献３の緩衝装置では、この輪軸とベアリングとの間に緩衝部材を介在させた構造を有する。
このように配置される緩衝部材によって、主案内輪１１に作用する上述の内向力Ｐ１、及び分岐案内輪１２に作用する上述の外向力Ｐ２の一部を吸収し、過剰な力Ｐ１、Ｐ２が車体に作用することを抑制する。

このような構成を有する特許文献３の緩衝装置では、主案内輪１１及び分岐案内輪１２のそれぞれに緩衝部材を設けることから、製造コストが高くなるという問題がある。 また、下側に位置する分岐案内輪１２では、この分岐案内輪１２に設置される緩衝部材が剥離した場合に対する落下防止策が必要となるという問題も発生する。

本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであり、従来に比べて簡易な構造でメンテナンス性が容易である、案内軌条式車両用の案内装置、及びこの案内装置を備えた案内軌条式車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様における案内軌条式車両用の案内装置は、走行軌道に沿って案内され走行する案内軌条式車両用の案内装置であって、
上記走行軌道の両側に設置された主案内レール及び分岐案内レールを含む案内レールに接して転動し、上記車両の内側へ向かう内向力を上記主案内レールから受ける主案内輪と、上記車両の外側へ向かう外向力を上記分岐案内レールから受ける分岐案内輪とを有する案内輪と、
上記内向力又は上記外向力を受けて変位することにより車両の操向を行うステアリングアームと、
一端を固定端として上記ステアリングアームの先端に固定し、他端に上記主案内輪及び上記分岐案内輪を回転自在に支持した車長方向に延在する弾性支持部材であって、この弾性支持部材の上記一端を支点とした撓みにより上記内向力及び上記外向力を吸収して上記ステアリングアームに伝達する衝撃荷重を抑制する弾性支持部材と、
を備えたことを特徴とする。

ステアリングアームの先端に一端を固定し他端に案内輪を回転自在に支持した弾性支持部材を備えたことで、案内レールが案内輪へ及ぼす力は、弾性支持部材の撓みによってその一部が吸収され、弾性支持部材は緩衝作用を行う。 このように、弾性支持部材を用いた構造は、従来に比べて簡易な構造であり、メンテナンス性が容易である。 また、簡易構造であるため、製造コストの低減を図ることもできる。

また、本発明の第２態様における案内軌条式車両は、上記第１態様における案内装置を備え、この案内装置に備わる案内輪が走行軌道の両側に設置された案内レールに接して転動することで上記案内装置に備わるステアリングアームが操向され、走行軌道に沿って走行することを特徴とする。

本発明の第１態様における案内軌条式車両用の案内装置、及び第２態様における案内軌条式車両によれば、従来に比べて簡易な構造で安価な製造コストでありメンテナンス性が容易な案内軌条式車両用の案内装置、及びこの案内装置を備えた案内軌条式車両を提供することが可能である。

実施形態における案内装置の構成を示す平面図である。

図１Ａに示す案内装置の側面図である。

実施形態における案内軌条式車両の概略構成を示す平面図である。

図２Ａに示す案内軌条式車両の側面図である。

一般的な案内軌条式車両における案内装置及び案内レールを示す図である。

実施形態における案内軌条式車両用の案内装置、及びこの案内装置を備えた案内軌条式車両について、図を参照しながら以下に説明する。 尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。 また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け当業者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。 また、以下の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

まず図２Ａ及び図２Ｂを参照して、本実施形態における案内軌条式車両１００、及びこの車両１００に備わる案内装置１５０の概略を説明する。 尚、車両１００の車幅方向を１０１、車長方向を１０２、鉛直方向を１０３とそれぞれ符番する。 車幅方向１０１、車長方向１０２、及び鉛直方向１０３は互いに直交する。

案内軌条式車両１００において、車軸１は駆動軸、車軸２は従動軸を示しており、車軸１は、駆動機構に連結されて回転駆動される。 車軸１及び車軸２共に、その両端には軸受部５を介して、ゴムタイヤにてなる走行輪３が垂直面内で回動自在に支持されている。 また軸受部５には、平面視形状がＵ字型のステアリングアーム１１０が走行輪３を囲むように取り付けられ、各ステアリングアーム１１０の先端には、主案内輪１１及び分岐案内輪１２を有する案内輪１０が回動自在に取り付けられている。 そして既に説明したように、走行軌道２０に沿って設置されている主案内レール２２が主案内輪１１に当接することで、主案内輪１１には内向力Ｐ１が作用し、分岐案内レール２３が分岐案内輪１２に当接することで、分岐案内輪１２には外向力Ｐ２が作用する。 これらの内向力Ｐ１及び外向力Ｐ２によって、ステアリングアーム１１０、軸受部５、走行輪３が一体としてキングピンを中心に回動し、車両１００が案内操向される。
尚、このステアリングアーム１１０、案内輪１０、及びステアリングアーム１１０の先端における案内輪１０の取り付け部分１３が案内装置１５０に相当し、この案内装置１５０については以下で詳しく説明する。

案内装置１５０について、図１Ａ及び図１Ｂを参照して詳しく説明する。 尚、図１Ａは、図２Ａに示したそれぞれのステアリングアーム１１０の先端における案内輪１０の取り付け部分１３の一つを拡大して示した平面図であり、図１Ｂは、その側面図である。 以下では、一箇所の取り付け部分１３について説明するが、その他の取り付け部分１３も同様に構成される。

本実施形態では、案内装置１５０は、基本的構成として、ステアリングアーム１１０、主案内輪１１及び分岐案内輪１２を有する案内輪１０、並びに片持ち梁部材１２０を備える。 また案内装置１５０は、さらに制限部材１３０を備えることができる。 ここで、ステアリングアーム１１０並びに主案内輪１１及び分岐案内輪１２を有する案内輪１０については上述したものである。 以下では、片持ち梁部材１２０、さらに制限部材１３０について主に説明する。

ステアリングアーム１１０の先端１１１には、片持ち梁部材１２０をステアリングアーム１１０に取り付けるための取付用部材１１２が鉛直方向１０３に沿って固定される。 取付用部材１１２は、一例としてパイプ材を用いているが、これに限定されない。 また、取付用部材１１２を介さずに、片持ち梁部材１２０を直接ステアリングアーム１１０の先端１１１に固定することもできる。

片持ち梁部材１２０は、弾性支持部材の一例に相当する部材であり、例えばバネ鋼等の板材で形成される。 片持ち梁部材１２０の一端１２１は、固定端として取付用部材１１２を介してステアリングアーム１１０の先端１１１に固定され、片持ち梁部材１２０は車長方向１０２に沿って走行輪３側へ延在する。 片持ち梁部材１２０の他端１２２は、主案内輪１１及び分岐案内輪１２を回転自在に支持する。 尚、本実施形態では、分岐案内輪１２の回転中心位置は、片持ち梁部材１２０の軸中心１２０ａに一致し、主案内輪１１は分岐案内輪１２に対して車体内側へ偏心して取り付けられている。

このような片持ち梁部材１２０の他端１２２では、主案内レール２２が主案内輪１１に当接することで、主案内輪１１には車両１００の内側へ向かう内向力Ｐ１が作用し、分岐案内レール２３が分岐案内輪１２に当接することで、分岐案内輪１２には車両１００の外側へ向かう外向力Ｐ２が作用する。 したがって、これらの内向力Ｐ１、外向力Ｐ２の作用により、片持ち梁部材１２０は、一端１２１を支点として撓むことができる。 この撓みにより、内向力Ｐ１、外向力Ｐ２が緩和されてステアリングアーム１１０に作用する、つまり内向力Ｐ１及び外向力Ｐ２を吸収して直接に衝撃荷重がステアリングアーム１１０に作用するのを抑制することができる。 一方、片持ち梁部材１２０を介してステアリングアーム１１０には、緩衝された内向力Ｐ１、外向力Ｐ２が作用することから、ステアリングアーム１１０は、主案内レール２２及び分岐案内レール２３に従い変位し操向可能である。

このように片持ち梁部材１２０を設けることで、案内装置１５０の短寿命化、騒音の発生、及び乗り心地の低下等を防止することができる。 さらに、上述のように案内装置１５０は、ステアリングアーム１１０の先端１１１に片持ち梁部材１２０を取り付けるだけの構成であることから、従来に比べて簡易な構造であり、メンテナンス性が容易となる。 また、簡易構造であるため、製造コストの低減を図ることも可能となる。

次に、制限部材１３０について説明する。
既に説明したように、走行軌道２０の左右両側には、案内輪１０が当接する案内レール２１が設置されているが、案内輪１０と案内レール２１との隙間が必要以上に大きい場合には操向動作が粗くなり、乗り心地等を劣化させることが懸念される。 このような状況において、さらに片持ち梁部材１２０による緩衝作用が存在すると、車両１００の左右への揺動量がより大きくなる可能性がある。
そこで、固定端を支点とした片持ち梁部材１２０の撓み量つまり揺動量を制限するために制限部材１３０をステアリングアーム１１０の先端に取り付けることができる。
このような制限部材１３０は、図示するように、片持ち梁部材１２０に非接触な状態で車幅方向１０１における片持ち梁部材１２０の両側を片持ち梁部材１２０に沿って延在する板材で構成される。 その一端１３１は、取付用部材１１２を介してステアリングアーム１１０の先端１１１に固定され、他端１３２同士は、連結部材１３３で連結される。 尚、本実施形態では図示するように、一つの板材をＵ字形に成形した板材を用いるが、これに限定されず、片持ち梁部材１２０の両側にそれぞれ板材を配置してもよい。

このように設置される制限部材１３０の他端１３２では、車幅方向１０１において片持ち梁部材１２０との間に隙間δが設定される。 この隙間δを超えるような内向力Ｐ１、外向力Ｐ２が作用して片持ち梁部材１２０が撓むときには、片持ち梁部材１２０は、制限部材１３０に当接し、これにより片持ち梁部材１２０の撓み量が制限される。
このような隙間δは、それぞれの案内軌条における設計条件によって定められる値である。 一例として約１ｍｍである。

以上説明したように構成される案内軌条式車両１００の案内装置１５０の動作について簡単に説明する。
既に説明しているように、走行軌道２０を車両１００が走行するとき、走行軌道２０に設置されている主案内レール２２及び分岐案内レール２３と、案内装置１５０における主案内輪１１及び分岐案内輪１２とが当接する。 このとき主案内輪１１に作用する内向力Ｐ１、及び分岐案内輪１２に作用する外向力Ｐ２は、片持ち梁部材１２０が撓むことによって緩衝され、騒音の発生及び乗り心地の低下等が防止される。
また、制限部材１３０を設置したときには、規定値を超える片持ち梁部材１２０の撓みが制限部材１３０によって制限され、さらに、騒音の発生及び乗り心地の低下等が防止される。
このような動作を繰り返しながら、車両１００は走行軌道２０に沿って走行していく。

本発明は、案内軌条に案内輪を当接させながら走行軌道を走行する、案内軌条式車両用の案内装置、及びこの案内装置を備えた案内軌条式車両に適用可能である。

１０…案内輪、１１…主案内輪、１２…分岐案内輪、２１…案内レール、２２…主案内レール、２３…分岐案内レール、
１００…案内軌条式車両、１１０…ステアリングアーム、
１２０…片持ち梁部材、１２１…一端、１２２…他端、
１３０…制限部材、１５０…案内装置。