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７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を備え、
上記案内装置は、さらに、案内輪支持部材と、緩衝部材とを備え、
上記案内輪支持部材は、車長方向に延在し、その一端で上記ステアリングアームの先端に上記緩衝部材を介して支持され、他端で上記主案内輪及び上記分岐案内輪を転動可能に支持し、
上記緩衝部材は、上記案内輪支持部材と上記ステアリングアームの先端との間に設けられ、上記内向力、上記外向力、上記案内輪支持部材を鉛直方向へ変位させる上下力、及び上記案内輪支持部材を車長方向へ変位させる前後力を吸収して上記ステアリングアームに伝達し衝撃荷重を緩和する部材である、
ことを特徴とする。

主案内輪及び分岐案内輪を転動自在に支持する案内輪支持部材について、緩衝部材を介してステアリングアームの先端に支持したことで、案内レールが案内輪へ及ぼす力は、緩衝部材の変形により吸収され、緩衝作用がなされる。 このように、案内輪支持部材と緩衝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１に示す案内装置の側面図である。

図１に示す案内装置に備わるステアリングアームの先端部分を示す平面図である。

図３Ａに示すステアリングアームの先端部分の側面図である。

図３Ａ及び図３Ｂに示す主緩衝部材の平面図及び断面図である。

図３Ａ及び図３Ｂに示す副緩衝部材の平面図及び断面図である。

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。

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６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。 ここで車幅方向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について以下で詳しく説明する。

案内装置１５０について、図１から図５を参照して詳しく説明する。 尚、図１は、図６に示した従動軸の車軸２部分を拡大した平面図である。 以下では、この車軸２側について説明するが、駆動軸の車軸１側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、案内輪支持部材１２０（図２、図３Ａ、図３Ｂ）及び緩衝部材１３０を備える。 また案内装置１５０は、さらに連結部材１４０を備えることもできる。
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、主に案内輪支持部材１２０、緩衝部材１３０、及び連結部材１４０について説明する。

まず緩衝部材１３０について説明する。
緩衝部材１３０は、ステアリングアーム１１０と案内輪支持部材１２０との間に設けられ、上述した内向力Ｐ１、外向力Ｐ２、案内輪支持部材１２０を鉛直方向１０３へ変位させる上下力Ｐ３（図３Ｂ）、及び案内輪支持部材１２０を車長方向１０２へ変位させる前後力Ｐ４（図３Ａ）を吸収してステアリングアーム１１０への衝撃荷重を緩和する。 このような緩衝部材１３０は、内向力Ｐ１、外向力Ｐ２、及び上下力Ｐ３を吸収する主緩衝部材１３０Ａと、前後力Ｐ４を吸収する副緩衝部材１３０Ｂとを有する。

主緩衝部材１３０Ａ及び副緩衝部材１３０Ｂは、図３から図５に示すように、サイズを異にするがともに同じ構成を有し、ベアリングのように内輪１３１と外輪１３２とを有する。 内輪１３１と外輪１３２との間には、弾性体の一例として、主緩衝部材１３０Ａではリング状の主ゴム材１３３Ａが、副緩衝部材１３０Ｂではリング状の副ゴム材１３３Ｂがそれぞれ挟持されている。 主ゴム材１３３Ａ及び副ゴム材１３３Ｂ（総称して「ゴム材１３３」と記す場合もある）が、衝撃荷重緩和の作用を行う。 勿論、主、副の緩衝部材の材料はゴム材に限定するものではなく、以下に説明する機能を達成可能な材料を使用可能である。

主緩衝部材１３０Ａは、一実施例として、内輪１３１の内径が４５ｍｍ、外輪１３２の外径が８５ｍｍ、長さが４５ｍｍであり、副緩衝部材１３０Ｂは、一実施例として、内輪１３１の内径が２５ｍｍ、外輪１３２の外径が６０ｍｍ、長さが３０ｍｍである。 主ゴム材１３３Ａ及び副ゴム材１３３Ｂは、ともに衝撃荷重を緩和可能な材質の弾性材が使用可能であり、例えば天然ゴム等が使用可能である。

次に、案内輪支持部材１２０について説明する。
案内輪支持部材１２０は、車長方向１０２に延在する部材であり、その一端１２１がステアリングアーム１１０の先端１１１に主緩衝部材１３０Ａを介して支持され、その他端１２２において主案内輪１１及び分岐案内輪１２を転動自在に支持する部材である。 即ち、案内輪支持部材１２０の一端１２１には、図３Ｂに示すように、主緩衝部材１３０Ａの内輪１３１を嵌合して主緩衝部材１３０Ａが取り付けられる。

一方、ステアリングアーム１１０の先端１１１には、第１支持枠１１２が固定されている。 第１支持枠１１２は、図３Ｂに示すように、内側を空胴とした部材であり、例えばパイプ材を用いることができる。 このような第１支持枠１１２は、案内輪支持部材１２０を車長方向１０２に沿ってかつ走行輪３側へ延在させた部材であり、案内輪支持部材１２０の一端１２１を支持する。 上述のように案内輪支持部材１２０の一端１２１には主緩衝部材１３０Ａが取り付けられている。 よって、第１支持枠１１２の内面に主緩衝部材１３０Ａの外輪１３２を嵌合する。 これにより案内輪支持部材１２０は、主緩衝部材１３０Ａ及び第１支持枠１１２を介してステアリングアーム１１０の先端１１１に支持される。

さらに連結部材１４０について説明する。
連結部材１４０は、案内輪支持部材１２０とステアリングアーム１１０の先端１１１とを副緩衝部材１３０Ｂを介して連結する部材であり、例えば棒材を用いることができる。 このような連結部材１４０は、図３Ａに示すように、その一端１４１を案内輪支持部材１２０に固定して車幅方向１０１に延在し、その他端１４２には、副緩衝部材１３０Ｂの内輪１３１を嵌合して副緩衝部材１３０Ｂが取り付けられる。

一方、ステアリングアーム１１０の先端１１１には、第２支持枠１１３が固定される。 尚、本実施形態では図３Ａに示すように、第２支持枠１１３は、Ｌ字形の部材であり、その一端１１３ａが第１支持枠１１２に接続され、この第１支持枠１１２を介してステアリングアーム１１０の先端１１１に固定される形態を採っている。
このような第２支持枠１１３は、その他端１１３ｂ部分にて副緩衝部材１３０Ｂを介して連結部材１４０の他端１４２を支持する。 上述のように連結部材１４０の他端１４２には、副緩衝部材１３０Ｂが取り付けられている。 そこで第２支持枠１１３は、副緩衝部材１３０Ｂの外輪１３２を嵌合する。 これにより、連結部材１４０は、副緩衝部材１３０Ｂ、並びに第２支持枠１１３及び第１支持枠１１２を介してステアリングアーム１１０の先端１１１に支持される。

次に、副緩衝部材１３０Ｂによる緩衝動作について説明する。
また、主案内レール２２及び分岐案内レール２３から主案内輪１１及び分岐案内輪１２には、車長方向１０２に沿う上述の前後力Ｐ４が作用する場合もある。 この前後力Ｐ４は、副緩衝部材１３０Ｂのリング状の副ゴム材１３３Ｂにおける直径方向の力に相当し、副ゴム材１３３Ｂを押し潰す力となる。 また、連結部材１４０は前後力Ｐ４に直角方向の車幅方向１０１に延在する。 よって、主案内輪１１及び分岐案内輪１２の少なくとも一方によって前後力Ｐ４が連結部材１４０に作用したとき、副ゴム材１３３Ｂは、押し潰されて変形し、前後力Ｐ４の衝撃荷重を緩和する作用を行う。
このように副緩衝部材１３０Ｂは、案内輪支持部材１２０を介して連結部材１４０に作用する前後力Ｐ４の衝撃荷重を緩和することができる。

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。
既に説明したように、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、さらにこれらの力によって生じる場合がある上下力Ｐ３及び前後力Ｐ４は、主緩衝部材１３０Ａ及び副緩衝部材１３０Ｂ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。
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、
１１２…第１支持枠、１１３…第２支持枠、
１２０…案内輪支持部材、１２１…一端、１２２…他端、
１３０…緩衝部材、１３０Ａ…主緩衝部材。 １３０Ｂ…副緩衝部材、
１３１…内輪、１３２…外輪、１３３…ゴム材、１３３Ａ…主ゴム材、
１３３Ｂ…副ゴム材、１４０…連結部材、１４１…一端、１４２…他端、
１５０…案内装置。