JP2000264198A

JP2000264198A - モノレール車両用台車及びモノレール車両

Info

Publication number: JP2000264198A
Application number: JP11073161A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Aida; 憲次郎合田; Takaomi Nishigaito; 貴臣西垣戸; Motosane Hiraishi; 元実平石; Katsuyuki Iwasaki; 克行岩崎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】モノレール車両において、台車枠にかかる荷重
負担を少なくし、かつ、曲線通過状態において案内輪に
よって台車を曲線軌道に案内する機能を確保することに
より、曲線通過性能を向上するとともに、台車の構造を
単純化する。【解決手段】１つの台車枠について、１つの走行輪軸１
３で構成される走行輪３と、この走行輪軸１３に対して
前後方向のいずれか一方に走行輪軸１３と前後方向距離
を有するように左右両側に設けられた案内輪４と、この
案内輪４に前後方向に近接させて左右両側に設けられた
安定輪５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモノレール車両用台
車に関するものであり、特に、急曲線通過に有効なモノ
レール用台車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のモノレール車両用台車としては、
特開昭６４−２８０６６号公報及び特開昭６３−８７３
６３号公報に記載されたものが知られている。特開昭６
４−２８０６６号公報記載のモノレール車両用台車で
は、台車枠４２に、走行輪３が前後方向に配置された２
軸で構成され、台車枠４２の台車中心に対して前後の左
右両側に計４個の案内輪４ａ，４ｂ、４ｃ、４ｄが配置
され、台車枠４２の中央部左右端の下部に左右一対の案
内輪５が２個配置されている。

【０００３】この従来台車では、左右で１対をなす案内
輪を走行輪を挟んで前後方向にそれぞれ配置することに
より、台車を曲線軌道に案内する機能を確保している。
一方、特開昭６３−８７３６３号公報に記載のモノレー
ル車両用台車では、走行輪が１台車あたり１軸で構成さ
れているが、左右で１対をなす案内輪は前記のモノレー
ル車両用台車と同様に走行輪を挟んで前後方向にそれぞ
れ配置されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６４−２８
０６６号公報及び特開昭６３−８７３６３号公報に記載
された従来例では、図１６に示すような曲線通過時の課
題を有している。

【０００５】図１６は、特開昭６４−２８０６６号公報
に記載されたような２軸の走行輪で構成された従来台車
が、矢印ＶＢ向きに曲線を通過しているときの曲線軌道
桁と案内輪の関係を示している。実線は曲線軌道桁４３
を示しており、破線は曲線軌道桁４３と幅の等しい直線
軌道桁４４を示している。軌道桁側面上の点Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄは、案内輪４ａ，４ｂ、４ｃ、４ｄと曲線軌道桁
４３の接地点を示している。線分ＡＢは、曲線軌道桁４
３をはさんで配置される２つの案内輪４ａ，４ｂの接地
点Ａ，Ｂを結ぶ線分を示し、線分ＡＢ’は、点Ａを通
り、曲線軌道において曲線軌道の向心方向を向く線分を
示し、その長さは、軌道桁の幅を表す。したがって、線
分ＡＢ’の長さは直線軌道における２つの案内輪４ａ，
ｂの接地点を結ぶ線分の長さと等しい。

【０００６】曲線通過状態において、台車４１の姿勢
は、４個の案内輪４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄにより拘束さ
れ、２つの案内輪４ａ，ｂの接地点Ａ，Ｂを結ぶ線分Ａ
Ｂは、曲線軌道の向心方向に対して角ＫＡをもつ。その
ため、線分ＡＢの長さは、線分ＡＢ’で示す軌道桁幅よ
り大きくなり、曲線通過状態での案内輪接地点間の距離
よりは直線通過状態よりも長くなる。その結果、案内輪
４ａ，４ｂには、曲線通過状態において、矢印ＴＡ，Ｔ
Ａ‘で示すように軌道側面の外側に押されるため、台車
枠４２に、枠を外側に開く複雑な力がかかる。このた
め、台車枠には強度面での配慮が必要になる。案内輪４
ｃ、４ｄに関しても、曲線通過状態において、矢印Ｔ
Ｂ，ＴＢ‘で示すように軌道側面の外側に押されるた
め、同様の問題が生じる。

【０００７】特に、モノレール車両を都市内の狭い空間
で走行させるためには、急曲線に対する配慮が必要にな
る。急曲線では２つの案内輪の軌道接地点を結ぶ線分Ａ
Ｂは曲線軌道の向心方向に対して大きな角度を有するよ
うになり、曲線における案内輪の軌道接地点を結ぶ線分
ＡＢの長さが、直線部より大きくなる傾向がある。特開
昭６３−８７３６３号公報に記載された従来例において
も、台車枠の４隅に４個の案内輪が配置されるため、同
様の問題が生じる。

【０００８】以上の問題の解決策として、台車枠の強度
を高くすることが考えられる。台車枠の肉圧をあげる、
補強部を付加することによって、台車枠の強度を上げる
ことは可能であるが、その結果台車重量が大きくなる問
題が生じる。

【０００９】本発明の目的は、モノレール車両におい
て、台車枠にかかる荷重負担を少なくし、かつ、曲線通
過状態において案内輪によって台車を曲線軌道に案内す
る機能を確保することにより、曲線通過性能を向上する
とともに、台車の構造を単純化することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、車体と軌道桁との間に設けられる台
車を、１つの台車枠について、１つの走行輪軸で構成さ
れる走行輪と、この走行輪軸に対して前後方向のいずれ
か一方に走行輪軸と前後方向距離を有するように左右両
側に設けられた案内輪と、この案内輪に前後方向に近接
させて左右両側に設けられた安定輪とを備て構成する。
これにより、曲線通過状態において台車ヨー旋回モーメ
ントを発生し、台車を曲線軌道に案内する機能を確保で
きるとともに、台車の左右にそれぞれ設けられた案内輪
を結ぶ線分を、曲線軌道の向心方向にほぼ一致させるこ
とができる。

【００１１】このとき、台車の左右にそれぞれ設けられ
た案内輪を結ぶ線分及び安定輪を結ぶ線分を、曲線軌道
の向心方向に一致させるには、案内輪の軸と安定輪の軸
とを同一線上に設けることが理想的である。また、前記
のモノレール車両用台車を、前後方向及び車幅方向に垂
直なピンで連結し、二つの台車枠を前記ピンまわりにヨ
ー回転自在に構成しても良い。

【００１２】また、案内輪軸を軸受けを介して支持する
軸箱が台車前後方向および左右方向に変位し、軌道をは
さむ二つの案内輪軸の間の左右方向距離が可変であるよ
うに、前記軸箱を支持する手段を備えても良い。これに
より、より確実に台車枠にかかる荷重負担を少なくして
曲線を通過することができる。また、軌道上の車両位置
を検知する手段と、軌道情報を格納する手段と、案内輪
軸を軸受けを介して支持する軸箱を台車前後方向に変位
させる手段とを備え、軌道情報に応じて軸箱を台車前後
方向に変位させても良い。これにより、より確実に台車
枠にかかる荷重負担を少なくして曲線を通過することが
でき、さらに、台車をより確実に曲線軌道の接線方向に
向けることにより、走行タイヤの寿命を長くすることが
できる。また、２つの車体が形成する相対ヨー角に応じ
て、台車枠をヨー角変位させる手段を備えて構成しても
良い。これにより、より確実に台車枠にかかる荷重負担
を少なくして曲線を通過することができる。尚、本明細
書において、前後方向とはモノレール車両が直進状態に
あるときの走行方向と一致し、左右方向とはモノレール
車両が直進状態にあるときの車幅方向と一致する。ま
た、鉛直方向とは、モノレール車両が水平面に置かれた
状態で、この水平面に垂直な方向と一致する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を、図１及び図２を用いて説明する。

【００１４】図１（ａ）は、本実施形態によるモノレー
ル車両用台車の側面図、図１（ｂ）は、本実施形態によ
るモノレール車両用台車の平面図であり、図２は、台車
が曲線を通過している状態を示している。

【００１５】図１（ａ）および（ｂ）に示すように、台
車１は、同一の台車枠２にゴムタイヤにより構成される
走行輪３、案内輪４、安定輪５の３種の車輪が配置され
た構造となっている。台車枠２は、前後方向に配置され
た左右一対の側梁１６と、前記側梁１６の端に左右方向
（車幅方向）に取り付けられた端梁１７と、下方に伸び
左右一対に配置される支持枠１８から構成される一体構
造となっている。

【００１６】走行輪３は、側梁１７に固定支持された走
行輪軸１３に回転可能な状態で固定されており、車両の
垂直方向支持および駆動、制動トルクを軌道に伝達する
機能を持つ。

【００１７】案内輪軸１４は、走行輪軸１３に関して前
後方向片側（前後方向のいずれか一方）に、走行輪軸１
３と前後方向距離Ｌを有して、支持枠１８に左右一対に
配置される。案内輪４は、案内輪軸１４に回転可能な状
態で固定されており、軌道桁側面上部において軌道桁２
０と接触して、軌道桁２０の両側から軌道桁２０をはさ
む。

【００１８】安定輪軸１５は、走行輪軸１３に関して前
後方向片側で案内輪軸１４が設けられたのと同じ側に、
走行輪軸１３と前後方向距離を有して、支持枠１８に左
右一対に配置される。安定輪５は、安定輪軸１５に回転
可能な状態で固定されており、軌道桁側面下部において
軌道桁２０と接触して、軌道桁２０の両側から軌道桁２
０をはさむ。

【００１９】本実施形態では、案内輪軸１４と安定輪軸
１５とは同一軸線上に設けられているが、本発明の目的
と矛盾しない範囲で、安定輪軸１５は案内輪軸１４と前
後方向に微小距離を有して配置されても良い。

【００２０】以上の車輪配置により、案内輪４および安
定輪５は、軌道桁２０に対して台車１を案内する機能を
持ち、安定輪５は車両の転覆防止機能を持つ。

【００２１】走行輪軸１３の前後位置と等しい位置にお
いて、台車枠２には、空気ばね６が左右一対配置され、
空気ばね６は、ばね作用により車体１０を上下方向およ
びローリング方向に弾性支持する。また、空気ばね６
は、ばねの前後方向及び左右方向剛性により、車体１０
に対して台車１の前後方向及び左右方向の弾性支持を行
う。以上のように、台車１は空気ばね６に前後方向を弾
性支持されるため、台車１の旋回中心は左右一対の２個
の空気ばね６の中点となる。また、空気ばね６の前後位
置は走行輪軸１３の前後位置と等しいため、台車１の旋
回中心は走行輪軸１３上にある。

【００２２】台車枠２の端梁１７にはリンク２１より構
成される牽引装置７が設けられている。リンク２１の一
端はブラケット２２を介して端梁１７に取り付けられて
おり、リンク２１の他端は、ブラケット２３を介して車
体１０下部面に取り付けられている。以上の構成により
牽引装置７は、台車１、車体１０間の前後方向の牽引力
を伝達する機能を持つ。

【００２３】側梁１６の端梁１７と反対端には左右動ダ
ンパ８が左右方向に配置されている。左右動ダンパ８の
一端はブラケット２４を介して台車枠２に取り付けられ
ており、その他端はブラケット２５を介して車体１０下
部面に取り付けられており、台車１の左右方向の振動を
減衰する。

【００２４】台車枠左右端にはそれぞれヨーダンパ９が
前後方向に設けられている。ヨーダンパ９の一端はブラ
ケット２５を介して台車枠２に取り付けられており、ヨ
ーダンパ９の他端はブラケット２７を介して車体１０下
部面に取り付けられており、台車のヨー方向の振動を減
衰する。

【００２５】側梁１６の端梁１７と反対側の端部には、
空気ばね６と前後方向距離をおいて、上下ダンパ１１が
配置されている。上下ダンパ１１は、その一端が台車枠
２に、他端が車体１０下部面に取り付けられており、台
車１のピッチング方向の振動を減衰する。

【００２６】以上のモノレール車両用台車１が、図２に
示すように、矢印ＶＡ向きに曲線部に進入すると、台車
は遠心力により曲線外側に変位するため、案内輪４に矢
印Ｃ向きに案内タイヤ力が発生する。案内輪軸１４は、
台車旋回中心点Ｅに対して前後方向距離Ｌをもつため、
案内タイヤ力は、台車旋回中心に矢印Ｄ向きのモーメン
トを発生させ、台車１は矢印Ｄ向きにヨー旋回する。台
車１は矢印Ｄ向きにヨー旋回すると、台車１は、空気ば
ね６により前後方向に弾性支持されているため、台車１
には、矢印Ｅ，Ｅ′向きの空気ばね６の前後力が発生
し、その結果矢印Ｆ向きの台車１をもとの姿勢に戻す向
きモーメントが働く。案内タイヤ力によるモーメントと
空気ばね６の前後剛性によるモーメントが釣り合うよう
な車体台車間の相対ヨー角を保った状態で、台車は曲線
を通過する。

【００２７】以上説明した本実施の形態による台車で
は、案内輪軸及び安定輪軸を走行輪軸の前後方向片側に
配置することにより、台車１の一端は拘束されないの
で、図２に示すように、案内輪４及び安定輪５の接地点
結ぶ線分ＡＢは曲線軌道の向心方向に向くことが可能と
なる。その結果、二つの案内輪の接地点を結ぶ線分ＡＢ
の長さは、急曲線において直線部よりそれほど大きくな
らず、急曲線通過時に台車枠に案内輪４及び安定輪５の
それぞれの間隔を開くようにかかる荷重負担を少なくし
て、スムーズに曲線を通過できる。また、案内輪４及び
安定輪５が軌道桁に必要以上に強く押し付ける力が低減
されるので、案内輪４及び安定輪５の摩耗を低減でき
る。

【００２８】また、本実施の形態による台車では、案内
輪軸を、走行輪軸と案内輪軸の前後方向距離を有すよう
に配置することにより、従来の台車と同様に台車を曲線
軌道に案内する機能を確保できる。そのため、走行輪の
回転方向を、軌道における接線方向、すなわち、走行輪
の進行方向に近づけることが可能となり、走行タイヤに
おけるスリップ角を小さくすることができる。その結
果、走行タイヤにおける横すべりを少なくして、走行タ
イヤ摩耗を減らし、タイヤ寿命を延ばすことができる。

【００２９】さらに、本実施の形態による台車では、１
つの台車枠に各種車輪が配置された簡潔な構造となって
いるため、台車を軽量にすることができ、低コストで製
造することができる。

【００３０】なお、図１において、案内輪軸１４を、前
後方向に関して、走行輪軸１３に対して、車端側に配置
するものとしたが、走行輪軸１３に対して、車体中央側
に配置するものとしても、案内輪４により台車を曲線軌
道に案内する機能は確保でき、さらに、台車枠にかかる
荷重負担を少なくすることができ、本実施の形態と同等
の効果が得られる。また、本実施の形態では、案内輪４
が台車１の端面である端梁１７に対して、台車１の内側
すなわち走行輪軸１３側に配置されるものとしたが、端
梁１７に対して、台車１の外側すなわち走行輪軸１３が
配置されている側に対して反対側に配置しても良い。

【００３１】なお、本実施の形態では２個の空気ばねが
台車枠に左右一対配置されるものとしたが、側梁１６
に、２個の空気ばねを走行輪軸１３に関して前後対称に
配置し、左右２個づつ、１台車あたり４個の空気ばねを
配置した構成としても良い。

【００３２】なお、本実施の形態の図１（ｂ）２におい
て、走行輪軸１３は、台車枠２の側梁１６により片側支
持されるものとしたが、左右の側梁１６により両側支持
する構造としても良い。また、走行輪軸１３に２つの走
行輪３が回転可能な状態で固定支持されるものとした
が、走行輪３は１つの走行輪軸１３に１つが回転可能な
状態で固定支持される構成としても良い。

【００３３】次に、本発明の他の実施形態を図３（ａ）
および（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）は本実施の
形態によるモノレール用台車の側面図、図３（ｂ）は本
実施形態によるモノレール用台車の平面図である。

【００３４】本実施の形態は、ボルスタ５１を使用した
台車の例である。図３において、第１の実施の形態のモ
ノレール車両用台車における部材と同一機能を有する部
材に関しては同一の番号を付している。

【００３５】図３において、ボルスタ５１は、台車枠２
に左右一対に配置された空気ばね６を介して、台車枠２
に結合されている。ボルスタ５１は、車体１０下部面に
配置される中心ピン５２の回りに回転自由な状態で結合
されている。ボルスタ５１の上面には側受け５３が左右
一対に配置されており、側受け５３は、車体１０下部面
に接触している。台車１の前後方向に関しては、台車枠
２とボルスタ５１は、左右一対のボルスタアンカ５４に
より結合されており、台車の牽引力はボルスタアンカ５
４、ボルスタ５１、中心ピン５２を介して、車体１０に
伝達される。また、ヨー方向の回転に関しては、台車枠
２とボルスタ５１は一体になって、中心ピン５２の回り
をヨー旋回する。以上の構成により、台車１は空気ばね
６、ボルスタ５１、側受け５３を介して、車体１を上下
方向およびロール方向に支持する。また、台車１が車体
１０に対してヨー旋回する場合は、側受け５３と車体１
０下部面の摩擦により旋回抵抗モーメントが発生する。

【００３６】以上の台車が曲線部に進入すると、案内タ
イヤ力が発生して、台車枠２をヨー旋回させるモーメン
トが発生して、ボルスタ５１は台車枠２と一体になって
ヨー旋回する。一方、車体１０とボルスタ５１間では側
受け５３に摩擦による前後向きの力が発生し、ボルスタ
５１にヨー旋回抵抗モーメントが働く。案内タイヤ力に
よるヨー旋回モーメントと側受けによるヨー旋回モーメ
ントが釣り合うような車体１０、台車１間の相対ヨー角
を保った状態で台車は曲線を通過する。

【００３７】本実施の形態では、第１の実施の形態と同
様の作用効果を有するほか、ボルスタ５１が車体１０に
対して中心ピン５２により回転自由な状態で結合されて
いるため、車体１０、台車１間の相対ヨー角を大きな状
態で曲線を通過でき、より曲線半径の小さい急曲線にお
いてもスムーズの走行することができる。

【００３８】なお、本実施の形態では、ボルスタ５１
は、車体１０に直接結合する構造としたが、図４に示す
ように、ボルスタ５５を空気ばね６を介して車体１０に
結合する構造としても良い。図４において、ボルスタ５
５は、中心ピン５６の回りに台車枠２に対して回転自由
な状態で結合されており、また、ボルスタ５５は、ボル
スタ５５上に左右一対に配置される空気ばね６により車
体１０下部面に結合されている。台車枠１の側梁１６上
には、左右一対の側受け５７が配置され、側受け５７は
ボルスタ５５下部面と接触している。台車１の前後方向
に関しては、ボルスタ５５と車体１０下部面は、左右一
対のボルスタアンカ５８により結合されており、台車の
牽引力は中心ピン５６、ボルスタ５５、ボルスタアンカ
５８を介して、車体１０に伝達される。また、ヨー方向
の旋回に関しては、ボルスタ５５に対して、台車枠２
が、中心ピン５６の回りをヨー旋回する。以上の構成に
より、台車１は、側受け５７、ボルスタ５５、空気ばね
６を介して、車体１を上下方向およびロール方向に支持
する。また、台車１が車体１０に対してヨー旋回する場
合は、側受け５３とボルスタ５５下部面の摩擦により旋
回抵抗モーメントが発生する。なお、本実施形態では、
空気ばね６で台車枠２とボルスタ５１あるいは車体１０
とボルスタ５５を結合するものとしたが、コイルばね等
の他の弾性結合要素によって、台車枠２とボルスタ５１
あるいは車体１０とボルスタ５５を結合した構成にして
も良い。

【００３９】次に、本発明の他の実施形態を図５および
図６を用いて説明する。図５は本実施の形態によるモノ
レール用台車の平面図であり、図６は、本実施の形態に
よる台車が曲線を通過している状態を示している。

【００４０】本実施の形態は、二つの第１の実施の形態
による台車１ａと台車１ｂをピン６１で結合して、連接
構造としたものである。図５および図６において、第１
の実施の形態のモノレール車両用台車における部材と同
一機能を有する部材に関しては同一の番号を付してい
る。

【００４１】図５において、台車枠２ａの右端部には穴
６２ａが開けてられており、台車枠２ｂの左端部には穴
６２ｂが開けられている。台車枠２ａと台車枠２ｂは、
穴６２ａと穴６２ｂにおいて、中心ピン６１に対して図
示しないゴムブッシュを介して回転可能な状態で結合さ
れている。台車枠２ａは空気ばね６ａを介して、車体１
０ａに結合されており、台車枠２ｂは空気ばね６ｂを介
して、車体１０ｂに結合されている。

【００４２】以上の車両が図６に示すように、矢印ＶＣ
向きに曲線部に進入すると、台車１ａには、案内タイヤ
力が発生して、台車枠はヨー旋回する。案内タイヤ力に
よるヨー旋回モーメント、空気ばね６ａによるヨー旋回
モーメント、中心ピン６１から台車枠２ａ加わる力によ
るモーメントが釣り合うような車体、台車間の相対ヨー
角を保った状態で、図６に示すように、台車１ａは曲線
を通過する。台車１ｂについても同様に、車体、台車間
の相対ヨー角を保った状態で、曲線を通過する。以上の
実施例により、第１の実施の形態と同様に、図６に示す
ように二つの案内輪の接地点を結ぶ線分が向心方向を向
くことが可能であるため、台車枠にかかる荷重負担を少
なくして曲線をスムーズに通過することができる。以上
の構成において、車体１０ａ、車体１０ｂ間の前後方向
の力、左右方向の力は、台車１ａ、中心ピン６１、ゴム
ブッシュ、台車１ｂを介して伝達されるため、二つの台
車１ａ，１ｂは連結器の機能も兼ねる。なお、本実施の
形態では、ボルスタを用いない構成としたが、第２の実
施の形態のように空気ばねの上にボルスタを取り付け、
ボルスタと車体間がヨー旋回するように構成しても同等
の効果が得られる。

【００４３】次に、本発明の他の実施形態を図７および
図８を用いて説明する。図７は、本実施の形態による案
内輪４取り付け部の詳細図、図８は本実施形態によるモ
ノレール用台車が曲線を通過している状況を示す図であ
る。

【００４４】本実施の形態は、案内輪４および安定輪５
を支持枠１８に対して、台車前後方向に変位可能にした
実施の形態である。図７および図８において、第１の実
施の形態のモノレール車両用台車における部材と同一機
能を有する部材に関しては同一の番号を付している。

【００４５】図７において、案内輪３を支持する支持機
構１５１が、支持枠１８に配置された状況を台車上方か
ら見た平面図である。案内輪支持枠１５２は、台車下方
に伸びる支持枠１８に、台車前後方向に取り付けられて
いる。案内輪４は案内輪軸１４、図示しない軸受けを介
して軸箱１５３に回転可能な状態で固定支持されてい
る。軸箱１５３は、台車前後方向に対して角度を持つ面
１５５において、案内輪支持枠１５２に接触している。
また、軸箱１５３の一端は、弾性要素１５４を介して案
内支持枠１５２に弾性支持されている。弾性要素１５４
は、異方性をもつゴムなどにより構成され、矢印ＵＡ、
ＵＡ‘方向に伸縮変形し、矢印ＵＢ、ＵＢ‘方向にせん
断変形する。以上のように、軸箱１５３は、案内輪支持
枠１５２に弾性支持されているため、軸箱１５３に対す
る矢印ＵＢ向きの力が増加する場合には、軸箱１５３は
面１５５に沿って接触状態を保ちながら矢印ＵＣ向きに
移動し、その結果、軸箱１５３は弾性要素１５４を縮め
て、矢印ＵＡ向きに変位する。一方、軸箱に対する矢印
ＵＢ向きの力が減少する、つまり、力のベクトルが矢印
ＵＢ’向きに変化する場合は、軸箱１５３は弾性要素１
５４が伸びる力に押されて、軸箱１５３は面１５５に沿
って接触状態を保ちながら矢印ＵＣ‘向きに移動し、矢
印ＵＡ’向きに変位する。以上のように、軸箱１５３
は、矢印ＵＢ向きの力が増加すると、矢印ＵＡ向きに変
位し、矢印ＵＢ‘向きの力が増えると、矢印ＵＡ’向き
に変位する。図８に、以上の支持機構１５１を左右一対
に台車枠２に固定した台車が、矢印ＶＤ向きに曲線を通
過している状況を示す。図８において、曲線を通過して
いる状態で、案内輪４ａ，４ｂの接地点を結ぶ線分ＥＦ
の長さが、直線走行状態より長くなると、矢印ＵＤ，Ｕ
Ｄ’向きの外側に開く力がかかり、案内輪４ａ，４ｂ向
きの力が増す。そのため、軸箱１５３ａは矢印ＵＥ向き
に変位し、軸箱１５３ｂは矢印ＵＦ向きに変位し、その
結果、案内輪軸４ａと案内輪軸４ｂの距離が広くなり、
股開き荷重が減少する。また、台車が曲線の外側に変位
して、案内輪４ｂにかかる矢印ＵＤ’向きの力が減少し
て、矢印ＵＤ向きの力が増すと、軸箱１５３ｂはＵＦ
‘向きに変位して、案内輪４ｂは、軌道を追従する。以
上のように支持機構１５１ａ，ｂにより案内輪４ａ，４
ｂを支持することにより、曲線において、案内輪４ａ，
４ｂが軌道を追従できるようにして、台車枠２にかかる
荷重負担を少なくして曲線をスムーズに通過することが
可能になる。なお、以上の本実施の形態に関して、案内
輪４のみについて言及したが、安定輪５も同じ支持機構
により支持することにより、台車枠２の荷重負担を減ら
し、曲線を通過できるようになる。

【００４６】次に、本発明の他の実施形態を図９および
図１０を用いて説明する。図９は、本実施の形態による
モノレール車両用台車の側面図、図１０は本実施形態に
よる案内輪４取り付け部の詳細図である。

【００４７】本実施の形態は、油圧シリンダ１６１、１
６２によって案内輪４および安定輪５を台車前後方向に
変位させる実施の形態である。図９および図１０におい
て、第１の実施の形態のモノレール車両用台車における
部材と同一機能を有する部材に関しては同一の番号を付
している。

【００４８】図９において、油圧シリンダ１６１、１６
２は、配管１７６により油圧源１７５に接続されてお
り、油圧シリンダ１６１、１６２は支持枠１８に取り付
けられている。案内輪支持枠１６４および安定支持枠１
６５は、支持枠１８に取り付けられている。図１０に、
案内輪４を支持する案内輪支持枠１６４の詳細構造を示
す。案内輪４は案内輪軸１４、図示しない軸受けを介し
て軸箱１６３に回転可能な状態で固定支持されている。
軸箱１６３の右端は、油圧シリンダ１６１により並進変
位するロッド１６６に結合されている。軸箱１６３には
スライダ１６７が固定されており、軸箱１６３はスライ
ダ１６７を介して、ガイドレール１６８に並進変位可能
な状態で支持されており、油圧シリンダ１６１を駆動す
ることにより案内輪４は矢印ＵＨ，ＵＨ‘向きの並進移
動する。図９において、１７１は、軌道情報メモリであ
り、軌道の距離情報、曲率情報、カント等の曲線情報が
記録されている。１７２は、車両の位置検知装置であ
り、走行輪３の回転角検知手段により車両が走行した距
離を積算し、車両の現在位置を検知する。その時、軌道
から受信するＡＴＳ信号を用いて距離補正を行えば、よ
り確実に位置の検知を行うことも可能となる。１７３
は、走行速度検知装置であり、走行輪に設置された速度
発電機により車両の走行速度を検知する。１７４は、コ
ントローラであり、軌道情報メモリ１７１、位置検知装
置１７２、走行速度検知装置１７３の情報を受け、油圧
源１７５を作動させ、油圧シリンダ１６１、１６２を駆
動する。

【００４９】車両が、曲線に近づくと、軌道情報メモリ
１７１および位置検知装置１７２から得られる情報をも
とに、コントローラ１７４は、車両が曲線に近づいてい
ることを検知する。コントローラ１７４は、走行速度検
知装置１７３および軌道情報メモリ１７１から得られる
曲線半径等の軌道データ、走行速度をもとに、曲線にお
いて車両および台車にかかる力を計算し、軌道をはさむ
案内輪の接地点を結ぶ線分をなるべく曲線向心方向に向
け、走行輪のスリップ角を小さくするのに必要な各台車
における走行輪軸１３と案内輪軸１４の前後方向距離、
走行輪軸１３と案内輪軸１５の前後方向距離を計算す
る。コントローラ１７４は、計算結果に基づき、案内輪
４、安定輪５を前後方向に移動させる変位量を算出し、
油圧源１７５を作動させる。以上の動作により、より確
実に案内輪の接地点を結ぶ線分を曲線向心方向に向け、
台車枠にかかる荷重負担を少なくしてスムーズに曲線を
通過することができる。また、走行輪の回転方向と走行
輪の進行方向がなすスリップ角を小さくすることができ
るため、走行輪のすべりを少なくして、タイヤ摩耗を少
なくすることにより走行タイヤの寿命を長くすることが
できる。なお、本実施の形態では、油圧シリンダにより
案内輪４、安定輪５の位置を台車前後方向に変位させる
ものとしたが、空気圧シリンダ、モータ等の他のアクチ
ュエータ用いて、案内輪４、安定輪５の位置を変位させ
ても良い。

【００５０】次に、本発明の他の実施形態を図１１およ
び図１２を用いて説明する。図１１は本実施の形態によ
るモノレール用台車の平面図であり、図１２は、本実施
の形態によるモノレール用台車が曲線を通過している状
態を示している。

【００５１】本実施の形態は、２つの車体１０ａ、車体
１０ｂの間に配置する変位変換機構７１、８１により、
台車１ａ，１ｂを操舵する実施の形態である。図１１お
よび図１２において、第１の実施の形態のモノレール車
両用台車における部材と同一機能を有する部材に関して
は同一の番号を付している。

【００５２】変位変換機構７１は、二つのリンク７２と
リンク７３より構成される。リンク７２の一端は、ピン
７４およびブラケット７５を介して、車体１０ａに回転
可能な状態で結合されている。リンク７２の一端は、ピ
ン７６およびブラケット７７を介して、回転可能な状態
で車体１０ｂに結合されいる。リンク７３の一端は、リ
ンク７２上のピン７４とピン７６の間において、ピン７
８により回転可能な状態で結合されており、リンク７３
の他端は、ピン７９および台車１ａの端に固定されるブ
ラケット８０を介して、回転可能な状態で台車１ａに結
合されている。変位変換機構８１は、変位変換機構７１
と同じ構造をしており、二つのリンク８２とリンク８３
によって構成され、リンク８３は、図示していない台車
１ｂに結合されている。

【００５３】図１２に示すように車両が曲線部を矢印Ｖ
Ｆ向きに走行している状態では、車体１０ａと車体１０
ｂに相対ヨー角が発生する。そのため、曲線の外側で
は、車体１０ａ、１０ｂに取り付けられたブラケット７
５およびブラケット７７は、矢印Ｇ、Ｇ‘に示すように
遠ざかる向きに変位し、曲線の内側では、ブラケット８
５およびブラケット８７は、矢印Ｋ、Ｋ’に示すように
近づく向きに変位する。その結果、曲線の外側に設置さ
れている変位変換機構７１において、リンク７２は、ピ
ン７４を中心に矢印Ｈの向きにヨー旋回し、ピン７８は
矢印Ｉに示すように車体１０ａから遠ざかる向きに変位
する。そして、ピン７８に引かれて、リンク７３自体が
矢印Ｉの向きにに変位し、台車１ａの端は、リンク７３
に引っ張られて、矢印Ｊの向きにヨー旋回する。同様
に、曲線の内側に設置された変位変換機構８１におい
て、リンク８２は、ピン８４を中心に矢印Ｌ‘の向きに
ヨー旋回し、ピン８８は矢印Ｍに示すように車体１０ｂ
に近づく向きに変位する。そして、ピン８８に押され
て、リンク８３自体が矢印Ｍの向きにに変位し、台車１
ｂの端は、リンク８３に押されて、矢印Ｎの向きにヨー
旋回する。以上のように、変位変換機構７１、８１によ
り、車体１０ａと車体１０ｂの相対ヨー角が、台車左右
端の前後変位に変換されて、台車１ａは矢印Ｊの向き、
台車１ｂは、矢印Ｎの向きにリンクにより操舵される。
以上の動作により、台車１ａおよび台車１ｂが、より確
実に軌道桁をはさむ二つの案内輪の接地点を結ぶ線分
が、曲線の向心方向に近い角度に向くため、台車枠にか
かる荷重負担少なくして、曲線をスムーズに旋回するこ
とができる。

【００５４】次に、本発明の他の実施形態を図１３およ
び図１４を用いて説明する。図１３は本実施の形態によ
るモノレール用台車の平面図であり、図１４は、本実施
の形態によるモノレール用台車が曲線を通過している状
態を示している。

【００５５】本実施の形態は、車体１０ａ，１０ｂの端
部に配置される油圧シリンダ１０１により車体間の相対
ヨー角を検出して、油圧シリンダ１０２、１０３より、
台車１を操舵する実施の形態である。図１３および図１
４において、第１の実施の形態のモノレール車両用台車
における部材と同一機能を有する部材に関しては同一の
番号を付している。

【００５６】油圧シリンダ１０１は、車体１０ａおよび
車体１０ｂの端部に配置され、その一端はピン１０５お
よびブラケット１０６介して、回転可能な状態で車体１
０ａに結合され、その他端は、ピン１０７およびブラケ
ット１０８を介して、回転可能な状態で車体１０ｂに結
合される。油圧シリンダ１０２、１０３は、車体１０ａ
の端部に左右一対に配置され、シリンダロッド１０９、
１１０の移動により伸縮する構造となっている。油圧シ
リンダ１０２の一端は、ピン１１１、ブラケット１１２
を介して、回転可能な状態で、車体１０ａに結合されて
おり、その他端は、ピン１１３および台車１の端に固定
されるブラケット１１４を介して、回転可能な状態で台
車１に結合されている。油圧シリンダ１０３について
も、油圧シリンダ１０２と同様に、ピン１１５、１１
７、ブラケット１１６、１１８を介して、両端が回転可
能な状態で車体１０ａおよび台車１に結合されている。
油圧シリンダ１０１と油圧シリンダ１０２、１０３は配
管１０４により接続されている。

【００５７】車両が曲線部を矢印ＶＧ向きに走行してい
る状態では、図１４に示すように車体１０ａと車体１０
ｂに相対ヨー角が発生する。そのため、曲線の外側にあ
たる車体１０ａ、１０ｂに取り付けられたブラケット１
０６およびブラケット１０８は、矢印Ｏ、Ｏ‘に示すよ
うに遠ざかる向きに変位する。その結果、油圧シリンダ
１０１は伸張し、油圧シリンダ１０１の油室１２１ａか
ら作動油が、配管１０４ａを矢印Ｐ向きに流出し、油圧
シリンダ１０２の油室１２２ａに流入する。また、油圧
シリンダ１０１の油室１２１ａから作動油が、配管１０
４ａを矢印Ｐ’向きに流出し、油圧シリンダ１０３の油
室１２３ａに流入する。これにより、油圧シリンダ１０
２の油室１２２ｂおよび油圧シリンダ１０３の油室１２
３ｂの油圧が高くなり、作動油が、配管１０４ｂを矢印
Ｑ、Ｑ‘の向きに流出し、油圧シリンダ１０１の油室１
２１ｂに作動油が流入する。また、シリンダロッド１０
９は、矢印Ｒの向きに変位し、台車１ａ端部を引っ張
り、一方、シリンダロッド１１０は矢印Ｓの向きに変位
し、台車１ａ端部を押す。その結果、台車１ａは、矢印
Ｔの向きにヨー旋回する。以上のように、油圧シリンダ
１０１および油圧シリンダ１０２、１０３により、車体
１０ａと車体１０ｂの相対ヨー角が、台車左右端の前後
変位に変換されて、台車１ａは矢印Ｔの向きにより操舵
される。その結果、より確実に台車１ａが曲線の中心を
向き、軌道桁をはさむ二つの案内輪の接地点を結ぶ線分
が、曲線の向心方向に近い角度に向くため、より確実に
台車枠にかかる荷重負担を少なくして、曲線をスムーズ
に旋回することができる。また、走行輪のスリップ角を
小さくなるように、台車１をヨー角方向に操舵すること
により、走行輪のすべりを少なくして、タイヤ摩耗を少
なくすることにより走行タイヤの寿命を長くすることが
できる。なお、本実施の形態は、二つの油圧シリンダ１
０２、１０３により台車１ａは操舵されるものとした
が、１つの油圧シリンダによって台車１ａを操舵するよ
うに構成しても良い。また、本実施の形態は、油圧シリ
ンダ１０１により車体１０ａと車体１０ｂが形成する相
対ヨー角の検出するように構成したが、車端部にレーザ
ー変位計等の車体間の前後相対変位を計測する手段を左
右一対に配置して、車体間の前後相対変位より車体１０
ａと車体１０ｂが形成する相対ヨー角を算出するように
構成しても良い。

【００５８】次に、本発明の他の実施形態を図１５を用
いて説明する。図１５は本実施の形態によるモノレール
用台車の平面図である。

【００５９】本実施の形態は、あらかじめ記録された軌
道情報にしたがって、油圧シリンダ１０２、１０３によ
り、台車１を操舵する実施の形態である。図１５におい
て、図１３および図１４の実施の形態のモノレール車両
用台車における部材と同一機能を有する部材に関しては
同一の番号を付している。

【００６０】図１５において、油圧シリンダ１０２、１
０３は配管１３６により、油圧源１３５に接続されてい
る。１３１は、軌道情報メモリであり、軌道の距離情
報、曲率情報、カント等の曲線情報が記録されている。
１３２は、車両の位置検知装置であり、走行輪の回転角
検知手段により車両が走行した距離を積算し、車両の現
在位置を検知する。その時、軌道から受信するＡＴＳ信
号を用いて距離補正を行えば、より確実に位置の検知を
行うことも可能となる。１３３は、走行速度検知装置で
あり、走行輪に設置された速度発電機により車両の走行
速度を検知する。１３４は、コントローラであり、軌道
情報メモリ１３１、位置検知装置１３２、走行速度検知
装置１３３の情報を受け、油圧源１３５を作動させ、油
圧シリンダ１０２、１０３を駆動する。

【００６１】車両が、曲線に近づくと、軌道情報メモリ
１３１および位置検知装置１３２から得られる情報をも
とに、コントローラ１３４は、車両が曲線に近づいてい
ることを検知する。コントローラ１３４は、走行速度検
知装置１３３および軌道情報メモリ１３１から得られる
曲線半径等の軌道データ、走行速度をもとに、曲線にお
いて、車両および台車にかかる力を計算し、軌道をはさ
む案内輪の接地点を結ぶ線分をなるべく曲線向心方向に
向け、走行輪のスリップ角を小さくするのに必要な台車
１の車体に対するヨー角を計算する。コントローラ１３
４は、計算結果に基づき、油圧源１３５を作動させる。
以上の動作により、より確実に案内輪の接地点を結ぶ線
分を曲線向心方向に向け、台車枠にかかる荷重負担を少
なくして、スムーズに曲線を通過することができる。ま
た、走行輪のスリップ角を小さくすることができるた
め、走行タイヤの寿命を長くすることができる。なお、
本実施の形態では、油圧シリンダにより台車１を操舵さ
せるものとしたが空気圧シリンダ、モータ等の他のアク
チュエータ用いて、台車１を操舵をしても良い。

【００６２】上記の各実施例において、軌道桁の側面と
接触するように設けられる案内輪とやはり軌道桁の側面
と接触するように設けられる安定輪とは、走行輪との前
後方向の間隔及び軌道桁側面と接触する上下方向位置を
適切に設計することにより、案内輪が安定輪を兼ねる又
は安定輪が案内輪を兼ねるようにすることも可能であ
る。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、台車の左右にそれぞれ
設けられた案内輪を結ぶ線分を、曲線軌道の向心方向に
ほぼ一致させることができるので、台車枠にかかる荷重
負担を少なくし、かつ、曲線通過状態において案内輪に
よって台車を曲線軌道に案内する機能を確保することに
より、曲線通過性能が向上し、台車の構造を単純化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のモノレール車両用
台車の側面図及び平面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態のモノレール車両用
台車が曲線を通過している状況を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態のモノレール車両用
台車の側面図及び平面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の他の実施の形態の
モノレール車両用台車の側面図及び平面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態のモノレール車両用
台車の平面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態のモノレール車両用
台車が曲線を通過している状況を示す図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態のモノレール車両用
台車の案内輪取り付け部の詳細図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態のモノレール車両用
台車が曲線を通過している状況を示す図である。

【図９】本発明の第５の実施の形態のモノレール車両用
台車の側面図である。

【図１０】本発明の第５の実施の形態のモノレール車両
用台車案内輪取り付け部の詳細図である。

【図１１】本発明の第６の実施の形態のモノレール車両
用台車の平面図である。

【図１２】本発明の第６の実施の形態のモノレール車両
用台車が曲線を通過している状況を示す図である。

【図１３】本発明の第７の実施の形態のモノレール車両
用台車の平面図である。

【図１４】本発明の第７の実施の形態のモノレール車両
用台車が曲線を通過している状況を示す図である。

【図１５】本発明の第８の実施の形態のモノレール車両
用台車の平面図である。

【図１６】従来のモノレール車両用台車が曲線を通過し
ている状況を示す図である。

【符号の説明】

１…台車、２…台車枠、３…走行輪、４…案内輪、５…
安定輪、６…空気ばね、７…牽引装置、８…左右動ダン
パ、９…ヨーダンパ、１０…車体、１１…上下ダンパ、
１３…走行輪軸、１４…案内輪軸、１５…安定輪軸、１
６…側梁、１７…端梁、１８…支持枠、２０…軌道桁、
２１、７２、７３、８２、８３…リンク、４３…曲線軌
道桁、４４…直線軌道桁、５１、５５…ボルスタ、５
２、５６…中心ピン、５３、５７…側受け、５４、５８
…ボルスタアンカ、６１…中心ピン、６２…穴、７１、
８１…変位変換機構、７４、７６、７９、８４、８６、
８９…ピン、１０９、１１０…シリンダロッド、１２
１、１２２、１２３…油室、１３１、１７１…軌道情報
メモリ、１３２、１７２…位置検知装置、１３３、１７
３…走行速度検知装置、１３４、１７４…コントロー
ラ、１３５、１７５…油圧源、１０４、１５１…支持機
構、１５２、１６４…案内輪支持枠、１５３、１６３…
軸箱、１５４…弾性要素、１５５…面、１６１、１６
２、１０１、１０２、１０３…油圧シリンダ、１６５…
安定輪支持枠、１６６…ロッド、１６７…スライダ、１
６８…ガイドレール、１７６…配管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平石元実山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者岩崎克行山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】台車枠と、該台車枠に、軌道桁上を走行す
る走行輪、前記台車を前記軌道桁に沿って案内する案内
輪及び前記台車の横方向への倒れを防止する安定輪とを
備えたモノレール車両用台車において、前記走行輪、案内輪及び安定輪をこれらの各軸の位置関
係が相対的に変化しないように保持する一体に形成され
た台車枠に取り付け、前記案内輪及び安定輪を前記走行
輪に対して前後方向に間隔を置いてかつ前記走行輪に対
して前後方向のいずれか一方の側に配設したことを特徴
とするモノレール用車両用台車。
【請求項２】請求項１に記載のモノレール車両用台車に
おいて、前記案内輪と安定輪とは、それぞれの軸が鉛直
方向をむくように設けられ、かつそれぞれの軸が同軸線
上に設けられていることを特徴とするモノレール車両用
台車。
【請求項３】請求項１記載のモノレール車両用台車にお
いて、２つの台車枠をピンで連結し、２つの台車枠がピ
ンのまわりにヨー回転自在にしたことを特徴とするモノ
レール車両用台車。
【請求項４】請求項１に記載のモノレール車両用台車に
おいて、前記案内輪の軸を軸受けを介して支持する軸箱
と、前記軸箱が台車前後方向および左右方向に変位し、
軌道をはさむ二つの案内輪の軸の間の左右方向距離が可
変であるように前記軸箱を支持する手段とを備えたこと
を特徴とするモノレール車両用台車。
【請求項５】請求項１に記載のモノレール車両用台車に
おいて、軌道上の車両位置を検知する手段と、軌道情報
を格納する手段と、案内輪軸を軸受けを介して支持する
軸箱と、軸箱を台車前後方向に変位させる手段を備え、
前記軌道情報に応じて前記軸箱を台車前後方向に変位さ
せることを特徴とするモノレール車両用台車。
【請求項６】請求項１に記載のモノレール車両用台車に
おいて、２つの車体が形成する相対ヨー角に応じて、台
車枠をヨー角変位させる手段を備えたことを特徴とする
モノレール車両用台車。
【請求項７】請求項１に記載のモノレール車両用台車に
おいて、軌道上の車両位置を検知する手段と、軌道情報
を格納する手段と、台車に結合され台車をヨー角変位さ
せる手段とを備え、前記軌道情報に応じて台車枠をヨー
角変位させるように構成したことを特徴とするモノレー
ル車両用台車。
【請求項８】請求項１に記載のモノレール車両用台車に
おいて、案内輪軸を軸受けを介して支持し、台車前後方
向に対して角度をなす接触面を備える軸箱と、前記接触
面において軸箱と接触して、軸箱を支持する支持枠と、
前記軸箱と前記支持枠を結合する弾性要素とを備え、案
内輪にかかる力に応じて、前記軸箱が台車前後方向およ
び左右方向に変位し、軌道をはさむ二つの案内輪軸の間
の左右方向距離が可変であるように構成したことを特徴
とするモノレール車両用台車。
【請求項９】車体と、該車体に軌道桁との間に介在する
ように取り付けられる台車とを備え、前記台車に、台車
枠と、該台車枠に、軌道桁上を走行する走行輪、前記台
車を前記軌道桁に沿って案内する案内輪及び前記台車の
横方向への倒れを防止する安定輪とを備えて前記軌道桁
上を走行するモノレール車両において、前記走行輪、案内輪及び安定輪をこれらの各軸の位置関
係が相対的に変化しないように保持する一体に形成され
た台車枠に取り付け、前記案内輪及び安定輪を前記走行
輪に対して前後方向に間隔を置いてかつ前記走行輪に対
して前後方向のいずれか一方の側に配設したことを特徴
とするモノレール用車両。