Traffic system |
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申请号 | JP2011277509 | 申请日 | 2011-12-19 | 公开(公告)号 | JP2013128380A | 公开(公告)日 | 2013-06-27 |
申请人 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd; 三菱重工業株式会社; | 发明人 | MAEYAMA HIROYUKI; KANEMORI TORU; HOSHI MITSUAKI; SUZUKI TAKAHIRO; MASUKAWA MASAHISA; ASANOMA TOSHIAKI; KATAHIRA KOSUKE; | ||||
摘要 | PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a traffic system which allows traveling with favorable ride comfort and can exactly adjust a position if necessary.SOLUTION: This traffic system 1 comprises a track 2 having a guideway on which a vehicle 3 travels and a guide part extended to both sides of the width direction of the guideway. In the traffic system 1, the track 2 has a first zone ST in which the vehicle 3 travels on the track by an effect that the vehicle 3 is guided by the guide part, and a second zone H in which the vehicle 3 travels on the track 2 by its own steering. | ||||||
权利要求 | 車両と、 前記車両が走行する走行路、及び前記走行路幅方向両側に延設された案内部を有する軌道とを備える交通システムであって、 前記軌道は、前記案内部によって前記車両が案内されることで前記車両が前記軌道上を走行する第一の区間と、 前記車両自身の操舵により前記軌道上を走行する第二の区間とを有することを特徴とする交通システム。 前記車両が、 車両本体と、 前記車両本体下部に取り付けられた走行輪と、 前記車両本体に対する走行輪の方向を操舵可能な操舵機構と、 アクチュエータを具備し、前記アクチュエータの駆動により前記操舵機構を操作させて前記走行輪の方向を操舵させる駆動機構と、 前記車両本体の幅方向両側に設けられて前記案内部に案内される被案内部を具備し、前記被案内部の幅方向の位置に応じて前記操舵機構によって前記走行輪の方向を操舵させる案内機構とを有することを特徴とする請求項1に記載の交通システム。 前記軌道内で予め設定され、前記駆動機構によって前記操舵機構を制御する第一の区間では前記駆動機構の駆動を制御するとともに、前記軌道内で予め設定され、前記案内機構によって前記操舵機構を制御する第二の区間では前記駆動機構による駆動を停止させる操舵制御の切替制御部を備えることを特徴とする請求項2に記載の交通システム。 前記車両の前記案内機構は、幅方向の位置に応じて前記操舵機構による前記走行輪の向きを調整可能とする補助被案内部を有し、 前記軌道は、前記案内部が前記車両の前記被案内部と予め設定された隙間以上となるようにして設けられているとともに、前記補助被案内部を案内する補助案内部を有し、該補助案内部と前記補助被案内部との隙間は、前記案内部と前記被案内部との隙間よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の交通システム。 前記被案内部同士の距離寸法が変更可能に設けられていることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の交通システム。 前記第一区間と前記第二区間とで前記案内部同士の距離寸法が異なっていることを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の交通システム。 |
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说明书全文 | 本発明は、車両と、この車両が走行する走行路及び走行路幅方向両側に延設された案内部を有する軌道とを備える交通システムに関する。 バスや鉄道以外の新たな交通手段として、車両がゴムタイヤからなる走行輪で軌道上を走行するとともに、この車両の両側部に設けられた案内輪が軌道の両側部に設けられた案内レールによって案内される軌道系交通システムが知られている。 このような軌道系交通システムは、一般に新交通システムやAPM(Automated People Mover)と呼ばれている。 上述の軌道系交通システムは、二つの異なる方向に同時走行可能とするために二つの本線軌道が並設されることによって複線化されており、さらに、一部区間においては二つの本線軌道間で車両を受け渡し可能とする受渡走行路が設けられている また、この種の新交通システムにおいては、操舵方式として、サイドガイド方式とセンターガイド方式とがある。 これらの操舵方式は、いずれも案内輪が案内レールに沿うことによって車両が誘導案内される、所謂パッシブ操舵方式である。 このうち、サイドガイド方式は、軌道の両側に設けた案内レールに車両の両側に取り付けられた案内輪を沿わせて車両を操舵するものである。 サイドガイド式においては、案内レールと、車両の案内輪の間には隙間が設けられており、車両の両側にある案内輪は、どちらかが常に案内レールに接触している(例えば特許文献1参照)。 また、案内レールは、鉄道のレールと同様に走行方向に沿って複数が連続して配置されており、季節による温度差の影響を考慮して、案内レールと案内レールの間には所定の隙間が設けられている。 しかしながら、従来の交通システムは、案内輪のいずれかが、案内レールに常に接触しているため、案内レールの精度不良に起因して、案内レールが撓んでいたり、連続する案内レール間に段差が発生したりすることによって、車両の走行中に左右方向の振動が発生し、車両の乗り心地が悪化するという問題がある。 よって、案内レールを敷設する際は、可能な限り調整を行い、車両の乗り心地を改善しているが、このように調整に時間をかけることにより、敷設時のコストが上昇するという問題がある。 案内レールの精度を向上させるために、案内レールの剛性を上げる方法もあるが、この場合案内レールの重量が増し、輸送コストや、設置コストの観点から好ましくない。 この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、乗り心地が良く走行可能である交通システムを提供することにある。 上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。 上記構成によれば、第二の区間において車両自身が案内部に案内されることなく、軌道上を走行するため、案内部の状態に依存せずに車両を走行させることができる。 これにより、車両が走行する全軌道のうち、車両が案内部に接触することにより左右振動する区間が短くなり、乗り心地を向上させることができる。 また、本発明の交通システムは、前記車両が、車両本体と、前記車両本体下部に取り付けられた走行輪と、前記車両本体に対する走行輪の方向を操舵可能な操舵機構と、アクチュエータを具備し、前記アクチュエータの駆動により前記操舵機構を操作させて前記走行輪の方向を操舵させる駆動機構と、前記車両本体の幅方向両側に設けられて前記案内部に案内される被案内部を具備し、前記被案内部の幅方向の位置に応じて前記操舵機構によって前記走行輪の方向を操舵させる案内機構とを有することが好ましい。 上記構成によれば、駆動機構により案内部を用いることなく走行輪の方向を操舵することができる。 これにより、案内部の状態に依存せずに車両を走行させることができるため、車両は左右振動することなく乗り心地が良く走行することができる。 その一方で、案内機構の被案内部の幅方向の位置を案内部の案内によって位置決めすることで、走行輪の方向を正確に操舵して位置調整することも可能である。 また、上記交通システムにおいて、前記軌道内で予め設定され、前記駆動機構によって前記操舵機構を制御する第一の区間では前記駆動機構の駆動を制御するとともに、前記軌道内で予め設定され、前記案内機構によって前記操舵機構を制御する第二の区間では前記駆動機構による駆動を停止させる操舵制御の切替制御部を備えることが好ましい。 上記実施形態によれば、切替制御部を用いて駆動機構と案内機構とを切り替えることによって、操舵機構を区間に合わせて制御することが可能となる。 また、上記交通システムにおいて、前記車両の前記案内機構は、幅方向の位置に応じて前記操舵機構による前記走行輪の向きを調整可能とする補助被案内部を有し、前記軌道は、前記案内部が前記車両の前記被案内部と予め設定された隙間以上となるようにして設けられているとともに、前記補助被案内部を案内する補助案内部を有し、該補助案内部と前記補助被案内部との隙間は、前記案内部と前記被案内部との隙間よりも小さく設定されていることが好ましい。 上記実施形態によれば、補助案内部と補助被案内部との隙間が案内部と被案内部との隙間よりも小さく設定されているため、第二の区間においては補助案内部と補助被案内部によって車両を誘導案内することができる。 また、上記交通システムにおいて、前記被案内部同士の距離寸法が変更可能に設けられていることが好ましい。 上記実施形態によれば、第一の区間では被案内部を案内部から離間させて駆動機構を働かせることで車両の左右振動を抑えることができる。 また、第二の区間では被案内部を案内部に当接させて車両を誘導案内させることができる。 即ち、第二の区間においても既存の交通システムと同様に案内部と被案内部を利用して誘導案内を行うため、既存の交通システムの案内部及び補助案内部は既存の交通システムと同様のものを利用することができる。 また、上記交通システムにおいて、前記第一区間と前記第二区間とで前記案内部同士の距離寸法が異なっていてもよい。 上記実施形態によれば、案内部同士の距離寸法を、第一区間においては被案内部と案内部とが離間するような距離寸法とし、第二区間においては被案内部と案内部とで車両の誘導案内を行うような距離寸法に設定できる。 これにより、車両側の被案内部同士の距離寸法を変更することなく、第二の区間においても被案内部を案内部に当接させて車両を誘導案内させることができる。 本発明によれば、駆動機構により案内部を用いることなく走行輪の方向を操舵することができる。 これにより、案内部の状態に依存せずに車両を走行させることができるため、車両は左右振動することなく乗り心地のよい交通システムを提供することができる。 (第一実施形態) また、本実施形態の路線においては、軌道2内において予め駅部・分岐部STと、駅間高速区間Hが設定されている。 駅部・分岐部Sは、軌道系車両3が低速で走行する区間であり、軌道系車両3は、後述する案内レール5によって誘導される。 駅間高速区間Hにおいては、軌道系車両3は駅部・分岐部Sよりも高速で移動するように設定されている。 本実施形態の交通システム1は、駅部・分岐部STにおいて軌道系車両3を案内レール5によって誘導する一方、駅間高速区間Hにおいては軌道系車両3自身の走行輪操舵によって軌道2上を走行するシステムである。 図2に示すように、軌道系車両3の案内方式としては、主案内レール7と分岐案内レール8からなる案内レール5を用いた所謂サイドガイド方式が採用されている。 交通システム1の軌道2は、軌道系車両3が走行する走行路4と、この軌道系車両3の幅方向X両側に延設された案内レール5と、走行路4の幅方向X両側に延設された電車線6とを有している。 次に、軌道系車両3の詳細について説明する。 また、軌道系車両3は、軌道系車両3をアクチュエータ13を用いて能動的に操舵するアクティブ駆動機構52を有している。 さらに、アクティブ駆動機構52を軌道系車両3の位置に応じて作動させるか停止させるかを切り替える切替制御部51を有している。 次に、走行装置11について軌道系車両3の前方側に絞って説明する。 なお、後方側についても同様の構成となる。 なお、以下では、軌道系車両3に関して、特に断りなく、単に、「上下方向」「前後方向」「左右方向(車幅方向)」としている場合、これらの方向は、軌道系車両3が直進部分の走行路4に位置しているときの車体10を基準にした方向を示しているものとする。 すなわち、「上下方向」とは案内レール5の延在方向に直交する断面において案内レール5に対して垂直な方向を意味し、「前後方向」とは案内レール5の延在方向を意味し、さらに、「左右方向」とは軌道系車両3の車幅方向を意味している。 案内輪19は、前述の主案内レール7に接して転動する主案内輪21と、前述の分岐案内レール8に接して転動する分岐案内輪22とを有している。 分岐案内レール8に接する分岐案内輪22は、主案内レール7に接する主案内輪21よりも下方に設けられている。 主案内輪21及び分岐案内輪22で構成される案内輪19は、車体10の両側に設けられている。 主案内レール7は、主案内輪21を基準として、走行路の幅方向Xの外側に位置し、分岐案内レール8は、分岐案内輪22を基準として、走行路の幅方向Xの内側に位置している。 主案内輪21及び分岐案内輪22は、いずれも、その外周部分が例えばウレタンゴム等の弾性体で形成されている。 パッシブ案内機構20は、前後及び幅方向Xの両端のそれぞれで案内輪19を転動可能に支持する支持枠24と、車体10の床面に対して垂直な旋回軸回りに支持枠24を旋回可能に支持する旋回軸受25と、支持枠24の旋回に応じて走行タイヤ12を操舵する操舵リンク機構26と、を有している。 支持枠24は、幅方向Xに延び、車軸17を中心として前後に配置されている前後一対の第一横梁31と、前後方向Yに延び、前後一対の第一横梁31を連結する左右一対の縦梁32と、一対の縦梁32を接続するように幅方向Xに延びる第二横梁33を有している。 第二横梁33は、支持枠24の前後方向Y中央よりも離間して、前側の第一横梁31に沿うように配置されている。 旋回軸受25は、旋回軸受25の外輪と内輪とのうち、一方が支持枠24に固定され、他方が懸架装置18に固定されている。 操舵リンク機構26は、走行タイヤ12のキングピン(不図示)を基準として走行タイヤ12と一体的に揺動するステアリングアーム27と、このステアリングアーム27と第二横梁33とを連結するステアリングロッド28と、を有している。 ステアリングロッド28の一方の端部は、ステアリングアーム27の端部とピン結合され、他方の端部は第二横梁33の中央部とピン結合されている。 アクチュエータ13は、可動ロッド36を有する油圧シリンダであり、アクチュエータ13のシリンダ部は、走行装置11の所定のフレーム11aに可動ロッド36の伸縮方向が左右方向に沿うように取り付けられている。 可動ロッド36の端部は、支持枠24の第二横梁33の中央部と連結ピン37を介してピン結合されている。 アクチュエータ13の具体的な構造については後述する。 また、アクチュエータ13の左右方向反対側には、直進復元バネ38が取り付けられている。 直進復元バネ38は一端が連結ピン37にピン結合されており、他端が走行装置11の所定のフレーム11aに、直進復元バネ38が左右方向に沿うように取り付けられている。 直進復元バネ38は、走行タイヤ12に対し、常に直進方向に向くように連結ピン37に対して復元力を付与するものである。 また、走行装置11の左右には変位センサ48が取り付けられている。 変位センサ48は、主案内輪21と主案内レール7との距離を測定するためのセンサであり、例えばレーザーセンサ、渦電流センサ等を採用することができる。 次に、アクチュエータ13を作動させるための油圧回路40について説明する。 操舵リンク機構26は、走行タイヤ12を2つの方法で操舵することができる。 第一の方法は、受動的動作による操舵方法であるパッシブ操舵である。 第二の方法は、能動的動作による操舵方法であるアクティブ操舵である。 これらの操舵方法は、切替制御部51によって切り替えることができる。 まず、パッシブ操舵の作用について説明する。 次に、アクティブ操舵の作用について説明する。 次に、主案内レール7、分岐案内レール8、及び案内輪19の詳細について、図7を参照して説明する。 左右の案内輪21の幅方向X外端同士の距離(以下、外幅Pと称す)は、レール間隔Wに対して所定寸法小さく設定されている。 外幅Pは、例えば2,800mmとする。 なお、この2,800mmという寸法は、既存の交通システムの軌道系車両の外幅よりも100mm小さい値である。 即ち、既存の交通システムにおいては、レール間隔Wに対して、案内輪の外幅はレール間隔Wと同一か僅かに狭く設定されている。 また、案内輪21の外形D1は例えば200mmとすることができる。 分岐案内レール8は、駅部及び分岐部STにおいて、分岐案内輪22を案内するための断面U字形状のレールである。 分岐案内レール8は分岐案内輪22の左右方向両側に配置された2つの案内壁、即ち、主案内壁71と副案内壁72を備えている。 主案内壁71は、駅部・分岐部STにおいて分岐案内輪22を案内するものである。 副案内壁72は、駅部・分岐部STにおいて、分岐案内輪22が左右方向外方側へ移動するのを防止するために設けられている。 主案内壁71と副案内壁72の内側間隔Cは分岐案内輪22の外径D2より僅かに大きく設定されている。 次に、本実施形態の軌道系車両3を制御するための、切替制御部51、アクティブ駆動機構52について説明する。 自車位置情報とは、自車がどこにいるかの信号であり、地上子9間の距離をGPS(Gloval Positioning System)情報、またはタイヤの回転数パルス信号、駆動モータの回転パルス信号等によって、補完して自車位置を算出した情報をいう。 また、無線信号によって監視センタ、指令センタ等から自車位置情報を送信するようにしてもよい。 切替制御部51は、これら地点信号、及び自車位置情報の少なくとも一方の入力に基づいて操舵リンク機構26の操舵方法をアクティブ操舵、パッシブ操舵のいずれかに切り替える制御を行う。 アクティブ駆動機構52は、地点信号、自車位置情報、及び変位センサ48からの情報に基づき、アクチュエータ13によって操舵リンク機構26をアクティブ操舵する機構である。 フィードフォワード演算部55は、地点信号及び自車位置情報の入力に基づいて操舵リンク機構26の操舵量を決定する演算部である。 フィードフォワード演算部55は、上述した地点信号及び自車位置情報の少なくとも一方の情報によって軌道系車両3の位置を特定し、その位置における軌道情報に基づいて軌道系車両3が直線状の軌道を走行するか曲線状の軌道を走行するかを事前に判断し、操舵リンク機構26をその軌道に沿うように操作する。 軌道系車両3がどのような軌道を走行しているかは、地点信号及び自車位置情報により取得することができる。 フィードフォワード演算部55は、記憶された軌道線形情報に対し自車位置を特定し、その先の軌道線形に沿って軌道系車両3が走行するように操舵リンク機構26を操舵制御する。 当然ながら、軌道系車両3は、軌道2の中央を走行するように制御される。 フィードバック演算部56は、変位センサ48からの入力に基づいて操舵リンク機構26の操舵量を決定する演算部である。 フィードバック演算部56は、変位センサ48の入力より、車両の左右変位を計測し、常に左右の隙間が一定になるように操舵リンク機構26を操作する。 次に、制御手順を図9のフローチャートを参照して説明する。 このフローチャートは、図1に示すように、パッシブ操舵でA駅をスタートした軌道系車両3が、駅間高速区間Hにおいてアクティブ操舵に切り替えたのち、B駅まで走行する場合を説明するものである。 まず、切替制御部51は、距離情報に基づいて、A駅基準からの軌道系車両3までの距離を計測し(S1)、軌道系車両3のA駅からの距離がアクティブ操舵ONまでのA駅からの距離であるA1以上か否かを判断する(S2)。 即ち、距離A1に達していなかった場合、パッシブ操舵は継続され、距離A1に達した場合、即ち、軌道系車両3がアクティブ操舵の区間(駅間高速区間)を走行していると判断された場合、切替制御部51によってアクティブ操舵がONにされ(S3)、アクティブ操舵フロー(S4)に従って操舵リンク機構26の制御が行われる。 アクティブ操舵中には、軌道系車両3のA駅からの距離がアクティブ制御OFFまでのA駅からの距離であるA2以上か否かを判断する(S5)。 距離A2に達した場合、即ち、アクティブ操舵の区間が終了したと判断された場合、切替制御部51によってアクティブ操舵がOFFにされ(S6)、パッシブ操舵に切り替えられる。 次に、アクティブ操舵フローについて説明する。 上記実施形態によれば、全ての軌道2のうち駅間高速区間Hにおいては、軌道系車両3自身が主案内レール5に案内されることなく軌道2上を走行するため、案内レール5の状態に依存せずに軌道系車両3を走行させることができる。 これにより、軌道系車両3が走行する全ての軌道2のうち、軌道系車両3が主案内レール7に接触することにより左右振動する区間が短くなり、乗り心地を向上させることができる。 また、軌道系車両3自身の走行操舵は、案内レール5を用いることなく、アクティブ駆動機構によって走行タイヤ12の方向を操舵することによって行われる。 これにより、案内レール5の状態に依存せずに軌道系車両3を走行させることができるため、軌道系車両3は左右振動することがなくなり、乗り心地のよい交通システム1を提供することができる。 また、案内レール5を用いることなく軌道系車両3を走行させるため、案内レール5の精度が現状ほど要求されない。 これにより、案内レール5を調整するために必要な時間が短縮できると共に、案内レール5の保守にも時間を掛けなくて済むため、初期設置費用、保守費用とも大幅に圧縮できる。 また、案内輪19が案内レール5と接触しないことから、接触により案内レール5がズレることで引き起こされる案内レール5の不整(段差やたわみ)が発生しなくなり、レール損傷も少なくなり保守費低減となる。 また、高速走行状態において案内輪19と案内レール5とが接触することが無くなることから、案内輪19の摩耗を殆ど考慮する必要がなくなる。 さらに、案内輪19に耐久性の高いものとする必要が無くなることから、大幅にコスト低減ができる。 また、案内輪19だけでなく、案内輪19を支持するシャフト等に用いられる軸受関係にも負荷がかからないことから、走行装置11の保守内容を簡単にできると共に、保守間隔を延ばすことも可能となり、大幅に保守費用削減可能である。 また、既存の軌道系車両3との混在運用が可能であると共に、主案内レール7のレール間隔が既存の交通システムにおけるレール間隔と略同一の寸法であることから、既存システムへの導入を容易に行うことができる。 (第二実施形態) 本実施形態の案内輪19Bは、伸縮機構60に取り付けられている。 伸縮機構60は、支持枠24(図3参照)の所定位置に固定された、L字形状のベースフレーム61と、ベースフレーム61の一端61aに取り付けられた油圧シリンダ62と、連結ピン64を介してベースフレーム61の他端61bに回動自在に取り付けられたレバー65とを有している。 レバー65は屈曲部65cにおいて屈曲した略棒形状の部材であり、屈曲部65cが連結ピン64によってベースフレーム61の他端61bに取り付けられている。 油圧シリンダ62は、本体部63と可動ロッド66からなり、本体部63の端部がベースフレーム61の一端61aに取り付けられていると共に、可動ロッド66の端部がレバー65の一端65aに連結ピン67を介して取り付けられている。 また、油圧シリンダ62の本体部63には、バネ63aが内蔵されており、このバネ63aにより油圧シリンダ62は常時伸び状態とされている。 また、レバー65の他端65bは、案内輪19Bを回転自在に支持している。 次に、図11を参照して、本実施形態の案内レールの詳細寸法について説明する。 次に、本実施形態の案内輪19Bの伸縮機構60の制御方法について説明する。 一方、アクティブ操舵(駅間高速区間)の区間においては、伸縮機構60は主案内輪21の外幅Pを、主案内輪21と主案内レール7との間に所定の隙間Gが生じるように縮める。 例えば、主案内輪21と主案内レール7との間に30mm〜50mmの隙間Gが生じるように設定する。 なお、これらの伸縮動作のうち、収縮動作は左右同時とし、伸ばし動作は、変位センサ48により左右の変位を見て、間隔の広い側から伸ばすと共に、適宜動作速度を制御し、衝撃が出ないようにする。 上記実施形態によれば、分岐案内レール8を含め、案内レール5は既存の案内レールを使用することができるため、既存の交通システムを運用しながら導入することができる。 (第三実施形態) 図12及び図13は、本実施形態の案内レールと案内輪の詳細寸法を説明する図である。 このうち、図12は、駅部・分岐部ST(パッシブ操舵区間)の案内レールと案内輪の詳細寸法を示しており、図13は、駅間高速区間H(アクティブ操舵区間)の案内レールと案内輪の概略を示している。 本実施形態の軌道系車両3Cの主案内輪の外幅Pは、例えば2,900mmであり、これ以外の構成は第一実施形態の軌道系車両3と同様である。 即ち、本実施形態の軌道系車両3Cの外幅Pは、既存の軌道系車両と同一の寸法とすることができる。 一方、駅部・分岐部STのレール間隔W1は、主案内輪の外幅Pと略同一とする。 即ち、駅部・分岐部においては、軌道系車両3Cは、主案内レール7による誘導案内される。 図13に示すように、本実施形態の駅間高速区間Hのレール間隔W2は、駅部・分岐部STのレール間隔W1に対して所定の寸法分広くされている。 例えば、駅間高速区間Hのレール間隔W2は2940mm〜3000mmとされている。 即ち、アクティブ操舵が行われる駅間高速区間Hにおいては、主案内輪21と主案内レール7との間に所定の隙間G(例えば30mm〜50mm)が生じる。 本実施形態によれば、駅部・分岐部と駅間高速区間とで、主案内レール7のレール幅を変更したことにより、駅部・分岐部において、分岐案内輪22のみによる片側案内が無くなるため、分岐案内輪22の耐久性が向上する。 なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。 例えば、以上で説明した各実施形態では、アクティブ操舵は、主案内レール7と主案内輪21との間隔を軌道系車両3の両側部に設けた変位センサ48によって測定したがこれに限ることはない。 1…交通システム2…軌道3…軌道系車両4…走行路5…案内レール(案内部) |