JP2010188971A - ガイドレール式車両用台車 - Google Patents

Abstract

【課題】軌道系車両用台車において、案内輪に加わる負荷を軽減すると共に、案内フレーム等の台車構造物の強度を高めることにより、台車の耐久性を向上させると共に、ガイドレールの凹凸に影響されない安定した走行性能を得る。
【解決手段】走行軌道Ｔに沿って配置されたガイドレール１０に接して転動する案内輪４２でガイドするようにしたガイドレール式車両用台車１６において、両端に案内輪４２を転動可能に装着され台車構造物の前後に設けられた２つの横梁部材３８間に結合部材４０を架設してなる構造の案内フレーム３６を備え、台車構造物の非旋回部位２２，３０に旋回可能に支持させた駆動軸２４の両端に走行輪２６をリジッドに結合すると共に、案内フレーム３６と駆動軸２４とを結合することにより、案内フレーム３６と駆動軸２４及び走行輪２６とを一体で操舵させるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行軌道に沿って配置されたガイドレールに接して案内輪を転動させることにより車両を該走行軌道上で運行させるようにしたガイドレール式車両用台車に関する。

最近、専用軌道をゴムタイヤを使って走行し中量輸送を行なう、いわゆる新交通システムと呼ばれる輸送システムが普及している。この輸送システムは、大部分無人で全自動運転を行ない、例えば、案内軌道によって案内される案内輪をもつ場合もある。
新交通システム用車両として、一車両当り４個の案内輪を装備し、前方台車の２つの案内輪と前方台車のゴムタイヤとを操舵機構を介して接続すると共に、後方台車の２つの案内輪と後方台車のゴムタイヤとを操舵機構を介して接続することにより、前方台車の２つの案内輪で前方台車のゴムタイヤを操舵し、後方台車の２つの案内輪で後方台車のゴムタイヤを操舵するようにしたものが知られている（例えば特公平５−２２６２６号公報参照）。

このような車両は、走行方向が逆転する毎にゴムタイヤの操舵の向きをその走行方向に対応する操舵の向きに変える必要がある。そのため、前進・後進を切り換える前後進転換装置が設けられ、終端駅でそれを切り換えて操舵の向きを逆にしている。この前後進転換装置は、構造が複雑で、摩耗部品も多いため、保守が面倒で時間もかかる。

そこで、一台の台車に２個の案内フレームを設け、各案内フレームの両端に夫々２個ずつ合計４個の案内輪を設けることによって、前後進転換装置をなくした軌道系車両用台車が提案されている。

例えば、非特許文献１（「鉄道車両と技術」１９９９年３月号／第９〜１９ページ）には、この種の台車が開示されている。この台車の構成は、両端に夫々案内輪を装着された２本の案内フレーム、車軸及び車軸と平行リンク機構を介して接続された懸架枠を含む台車全体がリング状の旋回軸受を介して車体の下部に取り付けられ、台車全体が旋回可能になっている。そのため、案内フレームと車軸及びゴムタイヤはリジッドに結合され、ガイドレールに案内される案内輪と共に、台車全体が旋回する。

また、特許文献１（特開平１１−２７８００４号公報）の図４、及び特許文献２（特開２００３−１４６２０４号公報）の図４〜図６にも、この種の台車構造が開示されている。
特許文献１又は特許文献２に開示された台車は、案内フレーム、キングピン及びゴムタイヤが一体に連結され、案内輪がガイドレールに接して左右方向の力を受けることにより、案内フレーム及びゴムタイヤがキングピンを中心として一体となって回動するように構成されている。

特開平１１−２７８００４号公報（図４） 特開２００３−１４６２０４号（図４〜図６）

「鉄道車両と技術」１９９９年３月号／第９〜１９ページ

非特許文献１に開示された台車は、案内輪がガイドレールから受ける左右方向の力によって、リング状の旋回軸受を中心に台車全体が回転するようになっているので、案内輪に加わる負荷が大きく、そのため、案内輪の寿命が短いという問題がある。

また、特許文献１又は２に開示された台車は、
ゴムタイヤと共に車軸が回転しないので、回転部分の重量が非特許文献１の台車と比べて軽く、案内輪に加わる負荷は軽減される。しかし、左右の案内フレームが別体に形成され、夫々キングピンに連結されている。そのため、案内輪に加わる荷重は案内フレームを介してキングピンに負荷されるので、案内フレームからキングピンに大きな荷重が負荷される。従って、キングピン及びキングピンを支持する軸受部が破損しやすい。キングピンが摩耗したり、キングピンと軸受部間にガタが生じると、走行安定性が悪化すると共に、案内輪の高さや案内輪間の車幅方向間隔も変化するため、車軸の保守作業が増大するという問題がある。

また、案内輪に異常な外力が負荷された場合、案内輪及び案内フレームの損傷だけでなく、最重要保守部品であり車両の走行を可能にするキングピンの損傷をまねく虞がある。
キングピンは、コーナリング時のコーナリング性能を良くするために、前方から視てハの字となるようにネガティブキャンバー角を付与されている。キングピンにネガティブキャンバー角が付与されていると、操舵時に案内輪が上下動するため、その分ガイドレールの上下幅を大きく取る必要がある。
また、ガイドレールの凹凸に起因した案内輪の動きがまともにゴムタイヤに伝達され、ゴムタイヤの走行に影響を与え、ゴムタイヤの走行を不安定にするので、ガイドレールの精度を高くする必要がある、等の問題がある。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、軌道系車両用台車、特にゴムタイヤを装備して新交通システム用車両に用いられる台車において、案内輪に加わる負荷を軽減すると共に、案内フレーム等の台車構造物の強度を高めることにより、台車の耐久性を向上させると共に、ガイドレールの凹凸に影響されない安定した走行性能を得ることを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明のガイドレール式車両用台車は、
走行軌道に沿って配置されたガイドレールに接して転動する案内輪でガイドするようにしたガイドレール式車両用台車において、
両端に前記案内輪が転動可能に装着され台車構造物の前後に設けられた２つの横梁部材間に結合部材を架設してなる構造の案内フレームを備え、
台車構造物の非旋回部位に旋回可能に支持させた車軸の両端に走行輪をリジッドに結合すると共に、該案内フレームと該車軸とを結合することにより、該案内フレームと該車軸及び走行輪とを一体で操舵させるように構成したものである。

車両が軌道の曲線部や分岐部への進入する時、先頭側の案内輪から順次案内輪に荷重が加わるが、本発明では、前後進転換装置を不要とすると共に、案内フレームと車軸及び走行輪とをリジッドに結合し、台車構造物に対し車軸を旋回可能に支持させ、案内フレームと車軸及び走行輪とを一体で操舵させるようにしたことにより、キングピンを不要としている。これによって、キングピンの摩耗や破損等の問題を解消できる。

また、台車構造物のうち旋回する部位は案内フレームと車軸及び走行輪だけであり、非特許文献１のように、台車構造物全体を旋回させる構成と比べて、旋回部位の重量が軽減されている。そのため、旋回部位に発生する慣性力を小さくできるので、案内輪がガイドレールから受ける負荷を軽減でき、案内輪の耐久性を向上できる。

また、車軸の両端に走行輪をリジッドに結合すると共に、該案内フレームと該車軸とを結合することにより、該案内フレームと該車軸及び走行輪とを一体で操舵させているので、案内フレームの取付け機構が簡素化され、部品点数が減るため、保守が容易になると共に、保守に要する費用を削減できる。

本発明において、案内フレームと車軸とを台車の中心部位に設けられた旋回軸若しくは環状又は円弧状の軸受に旋回可能に支持させると共に、台車構造物の非旋回部位を車体前後方向に配置した牽引リンクを介して車体に接続させるとよい。
このように、案内フレームを旋回軸受若しくは環状又は円弧状の軸受に支持させることにより、案内フレームの旋回を容易にできると共に、台車構造物の非旋回部位を牽引リンクで結合したことにより、案内フレームと車体との結合強度を高めることができる。

本発明において、車軸及び車体の互いに係止可能な位置に夫々ストッパ部材を設け、車軸と車体間の車体幅方向の相対変位が許容限界値に達したときに、該ストッパ部材を互いに係止させて許容限界値以上の相対変位を抑止するように構成するとよい。
これによって、案内フレームの旋回をじゃますることなく、台車と車体との間の車体幅方向の相対変位を許容値内に抑止できる。

本発明において、車体前後方向中央側に設けられた案内輪の最外縁部間の間隔を車端側に設けられた案内輪の最外縁部間の間隔より狭くするとよい。
このように構成することで、狭くなった寸法分台車の前後いずれか一方のみに左右の案内輪を設けた場合と同様に、台車の自由な旋回運動を確保できる。そのため、軌道の曲線部や不整部等の軌道線形の変化部分での走行時や外乱を受けた時に案内輪に作用する旋回反力を瞬間の動きで軽減できる。

また、本発明において、車体前後方向中央側に設けられた案内輪の剛性を車端側に設けられた案内輪の剛性より小さくするとよい。これによって、前記構成と同様に、中央側案内輪の撓み分の台車の自由な旋回運動を確保できる。

また、本発明において、車両進行方向前側又は後ろ側の台車において、前記案内フレームの旋回中心を車軸中心に対して車端側にオフセット配置するとよい。
案内フレームの旋回中心を車軸中心に対して車端側にオフセット配置するため、曲線軌道通過時、案内輪の動きにより、走行輪位置の曲線軌道の接線方向に対し走行輪がオフセット位置に応じた角度だけ曲線軌道の中心方向に向く。これによって、走行輪にスリップアングルが付き、コーナリングフォースが曲線軌道中心向きに発生する。

そのため、前方台車では、遠心力等によって曲線外軌側の案内輪に加わる負荷が軽減されると共に、後方台車では、曲線内軌側の案内輪に加わる負荷が軽減される。そのため、案内輪の耐久性を向上でき、案内輪を長寿命化できる。

また、案内フレームの旋回中心が車軸中心より車端側に位置するため、車体の前方台車では、トレーリング効果により走行安定性を向上できる。

また、本発明において、案内フレームに案内輪を直進走行方向へ向ける復元力を与える復元装置と、該案内フレームの急激な旋回動作を抑制するダンパ装置とを設けるようにするとよい。該復元装置によって、高速走行時の走行安定性を向上できると共に、該ダンパ装置によって、台車の旋回方向の過剰な動きを抑制し、振動状態に陥ることを防止できる。

また、本発明において、案内フレームにガイドレールから案内輪に加わる衝撃を吸収するバネ式又はゴム式の緩衝装置を設けるようにするとよい。該緩衝装置によって、曲線軌道や分岐軌道進入時、あるいはガイドレールの段差等によって案内輪に加わる衝撃を吸収し、案内輪、案内フレームやその他の台車構造物を保護できると共に、車両の乗り心地を悪化させないようにすることができる。

本発明のガイドレール式車両用台車によれば、走行軌道に沿って配置されたガイドレールに接して転動する案内輪でガイドするようにしたガイドレール式車両用台車において、両端に前記案内輪が転動可能に装着され台車構造物の前後に設けられた２つの横梁部材間に結合部材を架設してなる構造の案内フレームを備え、台車構造物の非旋回部位に旋回可能に支持させた車軸の両端に走行輪をリジッドに結合すると共に、該案内フレームと該車軸とを結合することにより、該案内フレームと該車軸及び走行輪とを一体で操舵させるように構成したので、前後進転換装置を不要とするのみならず、キングピンを不要とし、これによって、キングピンの摩耗や破損等の問題を解消できる。

また、非特許文献１の台車構造と比べて、旋回部位の重量が軽減され、そのため、旋回部位に発生する慣性力を小さくできるので、案内輪がガイドレールから受ける負荷が軽減され、案内輪の耐久性を向上できると共に、案内フレームと車軸及び走行輪とを一体で操舵させているので、台車を案内する案内機構を簡素化でき、保守が容易になる。

本発明の第１実施形態に係る台車を用いたガイドレール式車両の平面視説明図である。 前記第１実施形態に係る台車の側面視説明図である。 本発明の第２実施形態に係る台車を用いたガイドレール式車両の平面視説明図である。 本発明の第３実施形態に係る台車を用いたガイドレール式車両の平面視説明図である。 前記第３実施形態に係る台車の曲線軌道走行時を示す平面視説明図である。 本発明の第４実施形態に係る台車を用いたガイドレール式車両の平面視説明図である。 本発明の第５実施形態に係る台車構造の正面視説明図である。 前記第５実施形態に係る台車構造の平面視説明図である。 前記第５実施形態に係る台車構造の側面視説明図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

（実施形態１）
本発明の第１実施形態に係る台車を用いたガイドレール式車両を図１及び図２に基づいて説明する。図１に示すように、新交通システムは、車両１２が走行する軌道Ｔの両側に軌道Ｔに沿ってガイドレール１０が設けられている。そして、１車両当り、前後に２台の台車１６が装備されている。台車１６にはガイドレール１０の転動面に接して転動する合計８個の案内輪４２ａ〜ｈ（案内輪に共通の記述の場合、案内輪１２と表記する。）が設けられ、車両１２は該案内輪によって案内されて軌道Ｔ上を走行する。
なお、ガイドレール１０を軌道Ｔの両側に設ける代わりに、１本のガイドレールを軌道Ｔの中心に設け、台車に取り付けた案内輪を該ガイドレールを両側から挟むように配置した方式もある。

図２において、車体１４の下面には、懸架用の空気ばね１８を介して台車１６が取り付けられている。具体的には、車体１４の下面に、図示省略の懸架枠が突設され、該懸架枠の基部２０が車体１４の下面に固着されている。そして、該基部２０と台車１６の非旋回部位２２に空気ばね１８が介設されている。
空気ばね１８は、車体中心から車体幅方向左右対称の位置に２個配置されている。アクスルハウジング２５は、車体幅方向に水平に設けられ、駆動軸２４を内蔵している。駆動軸２４の両端には、中子式補助輪を内蔵した気体入りゴムタイヤ２６がリジッドに固定されている。

アクスルハウジング２５の大径部（ディファレンシャル装置内蔵部分）２５ａの上面及び下面には、円筒形状の旋回ピン２８が固着されている。旋回ピン２８は非旋回フレーム３０に回動可能に支持されている。図示省略の前記懸架枠には、車体中心から車体幅方向左右対称に２本の上部牽引リンク３２と２本の下部牽引リンク３４が回動可能に軸支されている。上部牽引リンク３２及び下部牽引リンク３４の他端は、非旋回フレーム３０に回動可能に軸支されている。上部牽引リンク３２及び下部牽引リンク３４で、アクスルハウジング２５を上下方向に平行移動可能に支持する平行リンク機構を構成している。

アクスルハウジング２５の下面には、案内フレーム３６を構成する結合バー４０が一体に連結されている。図１に示すように、案内フレーム３６は、ゴムタイヤ２６を挟んで車体幅方向に平行に配置された２本の横梁バー３８と、これら横梁バー３８間に架設されて２本の横梁バー３８を結合する２本の結合バー４０とからなる井桁構造をなす。

各横梁バー３８の両端には夫々案内輪４２が回動可能に装着されている。こうして、非旋回部位２２及び非旋回フレーム３０が台車１６の非旋回部位を構成し、アクスルハウジング２５、駆動軸２４、案内フレーム３６及びゴムタイヤ２６がリジッドに結合されて、台車１６の旋回部位を構成する。非旋回フレーム３０の車体幅方向両側には、非旋回フレーム３０との対向面にゴム板４４ａを貼り付けた剛性のストッパ４４が車体１４の下面に固着されている。ストッパ４４と非旋回フレーム３０との間には、車体１４と台車１６との車体幅方向相対変位量の許容限界値分の隙間がもうけられている。

これによって、車体１４と台車１６との車体幅方向相対変位量が許容限界値に達すると、非旋回フレーム３０がストッパ４４に当り、該相対変位量が許容限界値を越えるのを阻止している。
本実施形態では、案内フレーム３６の旋回中心（旋回ピン２８の中心）Ｐを駆動軸２４の駆動軸線Ｑ上に配置している。

かかる構成において、車両１２が軌道Ｔの曲線部や分岐部への進入する時、先頭側の案内輪４２ａ、４２ｂから後方側の案内輪に順次荷重が加わるが、本実施形態では、前後進転換装置を不要とするのみならず、前記井桁構造の案内フレーム３６としたことにより、車体前後方向及び車体幅方向から加わる荷重中に対して、案内フレームの強度を高めることができる。

また、案内フレーム３６とアクスルハウジング２５、駆動軸２４及びゴムタイヤ２６をリジッドに結合し、台車構造物の非旋回部位に対しこれら旋回部位を旋回可能に支持させると共に、これら旋回部位を一体で操舵させるようにしたことにより、キングピンを不要としている。これによって、キングピンの摩耗や破損等の問題を解消できる。

また、台車構造物のうち旋回する部位は案内フレーム３６と駆動軸２４、アクスルハウジング２５及びゴムタイヤ２６だけであり、非特許文献１のように、台車構造物全体を旋回させる構成と比べて、旋回部位の重量が軽減されている。そのため、旋回部位に発生する慣性力を小さくできるので、案内輪４２がガイドレール１０から受ける負荷が軽減され、案内輪４２の耐久性を向上できる。

また、駆動軸２４の両端にゴムタイヤ２６をリジッドに結合すると共に、案内フレーム３６とアクスルハウジング２５とを結合することにより、案内フレーム３６と駆動軸２４、アクスルハウジング２５及びゴムタイヤ２６とを一体で操舵させているので、台車１６を案内する案内機構が簡素化され、部品点数が減るため、保守が容易になると共に、保守に要する費用を削減できる。
また、案内フレーム３６と駆動軸２４及びゴムタイヤ２６とを一体で操舵させるため、キングピンを不要とし、そのため、キングピンの破損等の問題を解消できる。

また、案内フレーム３６と駆動軸２４、アクスルハウジング２５とを台車１６の中心部位に設けられた旋回ピン２８に旋回可能に支持させているので、案内フレーム３６の旋回が容易になると共に、台車構造物の非旋回部位である非旋回フレーム３０を上下部牽引リンク３２及び３４で結合したことにより、案内フレーム３６と車体１４との結合強度を高めることができる。

また、本実施形態において、前方台車及び後方台車で、車体前後方向中央側に設けられた案内輪（４２ｂ及び４２ｄ（又は案内輪４２ｅ及び４２ｇ）の最外縁部間の間隔を車端側に設けられた案内輪４２ａ及び４２ｃ（又は案内輪４２ｆ及びｈ）の最外縁部間の間隔より狭くするとよい。これによって、２本の横梁バー３８の一方のみに左右の案内輪を設けた場合と同様に、狭くなった寸法分台車１６の自由な旋回運動を確保できる。そのため、軌道Ｔの曲線部や不整部等の軌道線形の変化部分での走行時や外乱を受けた時に案内輪に作用する旋回反力を瞬間の動きで軽減できる。

あるいは車体前後方向中央側に設けられた案内輪４２の剛性を車端側に設けられた案内輪の剛性より小さくするとよい。これによって、前記構成と同様に、中央側案内輪の撓み分台車の自由な旋回運動を確保できる。

（実施形態２）
次に、本発明の第２実施形態を図３に基づいて説明する。図３において、本実施形態は、次の構成を除いて前記第１実施形態と同一である。即ち、案内フレーム３６の旋回に対して、直進方向への復元力を与える復元ロッド５０と、急激な旋回を抑制する旋回ダンパ５２とを連結ロッド５４及び５６を介して案内フレーム３６の車端側の横梁バー３８に該横梁バー３８と並列に装着している。

復元ロッド５０は、ばね要素と減衰要素で構成される緩衝機構とを連結した構成をなし、案内フレーム３６をゴムタイヤ２６が直進状態となる中立姿勢に戻す方向へ力を付与する（例えば特開平２−２１０１５０号公報参照）。旋回ダンパ５２は、例えば、従来公知の油圧ダンパなどで構成される。

また、横梁バー３８の案内輪４２の近傍に緩衝ロッド５８を介設している。緩衝ロッド５８の構成は従来公知であり、例えば、内部に緩衝用弾性部材として緩衝ゴム等が設けられ、横梁バー３８の軸方向に荷重が加わると、緩衝ロッド５８が伸縮して横梁バー３８に加わるガイドレール１０からの衝撃を吸収する（詳細は特許文献１の図３を参照）。緩衝ゴムの代わりにコイルバネ等を設けてもよい。
本実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同一であり、同一符号を付してそれらの説明を省略する。

本実施形態によれば、第１実施形態で得られる作用効果に加えて、次の作用効果を得ることができる。即ち、復元ロッド５０により、高速走行時の走行安定性を向上できると共に、旋回ダンパ５２によって、台車１６の旋回方向の過剰な動きを抑制し、振動状態に陥ることを防止できる。

また、緩衝ロッド５８を設けたことにより、曲線軌道や分岐軌道進入時、あるいはガイドレール１０の段差等によって案内輪４２に加わる衝撃を吸収し、これによって、案内輪４２、案内フレーム３６やその他の台車構造物を保護できると共に、車両１２の乗り心地を悪化させない。

（実施形態３）
次に、本発明の第３実施形態を図４及び図５に基づいて説明する。図４に示すように、本実施形態では、前後台車１６とも、案内フレーム３６の旋回中心（旋回ピン２８の中心）Ｐを駆動軸２４の駆動軸線Ｑから車端側に距離Ｏだけオフセット配置している。その他の構成は、図１に示す前記第１実施形態と同一である。

本実施形態の車両１２の曲線軌道通過時の状態を図５に示す。図５において、車両１２が曲線軌道を通過する時、台車１６には、台車１６に加わる遠心力からカント形成による低減分を差し引いた超過遠心荷重Ｆ_５が負荷されている。案内フレーム３６の旋回中心Ｐが駆動軸線Ｑに対し車端側へ距離Ｏだけオフセット配置されているため、前方台車では、ゴムタイヤ２６の中心位置Ｑの曲線軌道の接線方向に対しゴムタイヤ２６が角度α_ｆだけ軌道の中心方向を向く。このため、ゴムタイヤ２６にはスリップアングルが付いている事になり、コーナリングフォースＣＦ_１が曲線内軌側向きに発生する。

これによって、本実施形態では、前記第１実施形態で得られる作用効果に加えて、次の作用効果を得ることができる。
即ち、超過遠心荷重Ｆ_５に抗して曲線外軌側の前後案内輪４２ａ及び４２ｂに加わる反力Ｆ_１及びＦ_２が低減されるため、曲線外軌側案内輪４２ａ及び４２ｂの耐久寿命を長くすることができる。また、先頭側案内輪４２ａから車体中心Ｑまでの距離（Ａ＋Ｏ）が中央側案内輪４２ｂから駆動軸線Ｑまでの距離（Ａ−Ｏ）より長くなるため、テコ比の関係で先頭側案内輪４２ａに加わるガイドレール１０の反力が小さくなり、これによっても案内輪４２ａの耐久寿命を長くできる。また、案内フレーム３６の車端側へオフセット配置したことにより、トレーリング効果で車両１２の走行安定性を向上できる。

後方台車でも、同様に案内フレーム３６の旋回中心Ｐが車端側にオフセット配置されているので、駆動軸線Ｑの曲線軌道の接線方向に対しゴムタイヤ２６が角度α_ｆだけ曲線外軌側を向く。このため、ゴムタイヤ２６にはスリップアングルが付き、コーナリングフォースＣＦ_２が曲線外軌側向きに発生する。
後方台車では、前方台車とは逆に車両１２の曲線走行によって曲線内軌側の案内輪４２ｇ及び４２ｈにガイドレール１０の反力が加わる。これに対し、コーナリングフォースＣＦ_２が曲線外軌側向きに発生することにより、曲線内軌側の前後案内輪４２ｇ及び４２ｈに加わる反力Ｆ_３及びＦ_４が低減されるため、案内輪４２ｇ及び４２ｈの耐久寿命を長くできる。

曲線軌道通過時にガイドレール１０から案内輪４２に加わる反力を算式で示すと、次のようになる。
前方台車案内輪反力（前）Ｆ_１＝（前案内荷重）＋（超過遠心荷重Ｆ_５／４）
−（２×ＣＦ_１×（Ａ−Ｏ）／２Ａ） （１）
前方台車案内輪反力（後）Ｆ_２＝（後案内荷重）＋（超過遠心荷重Ｆ_５／４）
−（２×ＣＦ_１×（Ａ＋Ｏ）／２Ａ） （２）
後方台車案内輪反力（前）Ｆ_３＝（前案内荷重）＋（超過遠心荷重Ｆ_５／４）
−（２×ＣＦ_２×（Ａ＋Ｏ）／２Ａ） （３）
後方台車案内輪反力（後）Ｆ_４＝（後案内荷重）＋（超過遠心荷重Ｆ_５／４）
−（２×ＣＦ_２×（Ａ−Ｏ）／２Ａ） （４）
前記算式中、案内荷重は、各復元力に抗してゴムタイヤ２６を操舵するのに必要な荷重を示す。また、超過遠心荷重Ｆ_５は、カントによる低減分を差し引いた案内輪４２に加わる超過遠心力を示す。

（実施形態４）
次に、本発明の第４実施形態を図６に基づいて説明する。本実施形態は、前記第３実施形態の台車１６に、前記第２実施形態と同一構成で、連結ロッド５４，５８、復元ロッド５０、旋回ダンパ５２及び緩衝ロッド５８を設けたものである。
従って、第３実施形態で得られる作用効果に加えて、復元ロッド５０による直進方向への復元性能と、旋回ダンパ５２による旋回方向への動き抑制効果と、緩衝ロッド５８による衝撃吸収効果を得ることができる。

（実施形態５）
次に、本発明の第５実施形態を図７〜図９に基づいて説明する。図７〜図９において、車体１４の下面に、図示省略の懸架枠と一体の基部２０が固着され、該基部２０に2個の空気ばね１８が固着されている。空気ばね１８は、ゴムタイヤ２６の内側で車体中心から車体幅方向に左右対称に設けられている。
空気ばね１８の下方にアクスルハウジング２５が車体幅方向に水平に配置され、アクスルハウジング２５の内部に駆動軸２４が内蔵されている。駆動軸２４の両端はゴムタイヤ２６にリジッドに結合されている。

アクスルハウジング２５の周囲には断面がコ字形状の非旋回フレーム８０が設けられ、非旋回フレーム８０の平面状の上面は空気ばね１８に固着されている。非旋回フレーム８０の下方には案内フレーム３６が配置されている。案内フレーム３６は、前記第１及び第２実施形態と同様に、ゴムタイヤ２６の前後に配置された2本の横梁バー３８と該横梁バー３８間に架設された2本の結合バー４０とから構成された井桁形状をなしている。

空気ばね１８の下方で、アクスルハウジング２５を囲む四角形状のブラケット８２がアクスルハウジング２５に固着され、ブラケット８２は連結板８４を介して案内フレーム３６の結合バー４０に連結されている。非旋回フレーム８０とブラケット８２との間には円弧状の旋回軸受８６が介設されている。これによって、駆動軸２４、アクスルハウジング２５、ゴムタイヤ２６及び案内フレーム３６は一体となって旋回可能になっている。新交通システムの車両１２では、駆動軸２４の旋回角度は、最大±６°程度であるので、円弧状の旋回軸受８６で前記旋回部位を支持可能である。

非旋回フレーム８０の側面には、４本の上下牽引リンク３２及び３４が回動可能に接続されている。即ち、非旋回フレーム８０の側面の４箇所に支軸８８が設けられ、該支軸８８に上下牽引リンク３２、３４のボス部３２ａ、３４ａが回動可能に嵌合されている。上下牽引リンク３２，３４の他端は、車体１４に固着された図示省略の懸架枠に回動可能に接続されている。

アクスルハウジング２５の大径部（ディファレンシャル内蔵部分）２５ａの上面には、ストッパ９０が上方に突設されている。一方、車体１４の下面に一対のストッパ９２が固着され、該ストッパ９２はストッパ９０の両側にストッパ９０を挟むように配置されている。ストッパ９２の内側面には弾性のゴム板９２ａが貼り付けられ、ストッパ９０の当りを緩衝させるようにしている。ストッパ９０とストッパ９２との間には、車体１４と台車１６間の相対変位量の許容限界値に相当する隙間がもうけられている。これによって、車体１４と台車１６間の相対変位量が許容限界値になると、ストッパ９０とストッパ９２とが互いに係止して、該相対変位量が許容限界値を越えないようにされている。

アクスルハウジング２５の大径部２５ａには、図示省略の駆動モータから推進軸９４が車体前後方向に接続されている。これによって、該駆動モータの回転が入力軸、ハイポイドギヤ、デファレンシャルギヤ、及び駆動軸２４を介してゴムタイヤ２６に伝達される。
図示のとおり、本実施形態は、案内フレーム３６の旋回中心Ｐは駆動軸線Ｑ上に位置している。

前記第１実施形態で得られる作用効果に加えて、本実施形態では、非旋回フレーム８０と駆動軸２４を囲むブラケット８２との間に、円弧状の旋回軸受８６を介して旋回部位（駆動軸２４、アクスルハウジング２５、ゴムタイヤ２６及び案内フレーム３６等）を旋回可能に支持しているので、該旋回部位の旋回を円滑に行なうことができると共に、該旋回部位の支持強度を高めることができる。

本実施形態では、円弧状の旋回軸受８６を設けたが、代わりに、図8中の一点鎖線ｃで示す位置に環状の旋回軸受を設けるようにしてもよい。これによって、非旋回部位の支持強度をさらに高めることができる。
また、２本のガイドレール１０を軌道Ｔの両側に配置し、このガイドレール１０に接する位置に案内輪４２を配置したが、この代わりに、図７に示すように、１本のガイドレール１０’を軌道Ｔの中心位置に配置し、このガイドレール１０’を挟むようにガイドレール１０’の両側に案内輪４２’を配置してもよい。

本発明によれば、ガイドレールによって案内される軌道系車両の台車において、案内輪に加わる負荷を軽減し、案内フレーム等の台車構造物の強度を高めることにより、台車の耐久性を向上させると共に、部品点数を低減可能な台車を実現できる。

１０、１０’ ガイドレール
１２ 車両
１４ 車体
１６ 台車
１８ 空気ばね
２０ 懸架枠基部
２２ 非旋回部位
２４ 駆動軸
２５ アクスルハウジング
２６ ゴムタイヤ
２８ 旋回ピン
３０，８０ 非旋回フレーム
３２ 上部牽引リンク
３４ 下部牽引リンク
３６ 案内フレーム
３８ 横梁バー
４０ 結合バー
４２、４２’、４２ａ〜ｈ 案内輪
４４，９０、９２ ストッパ
５０ 復元ロッド
５２ 旋回ダンパ
５４，５６ 連結ロッド
５８ 緩衝ロッド
８０ 非旋回フレーム
８２ ブラケット
８４ 連結板
８６ 円弧状旋回軸受
８８ 支軸
４４ａ，９２ａ ゴム板
９４ 推進軸
ＣＦ_１、ＣＦ_２ コーナリングフォース
Ｆ_１ 前方台車案内輪反力（前）
Ｆ_２ 前方台車案内輪反力（後）
Ｆ_３ 後方台車案内輪反力（前）
Ｆ_４ 後方台車案内輪反力（後）
Ｆ_５ 超過遠心荷重
Ｏ オフセット距離
Ｐ 案内フレーム旋回中心
Ｑ 駆動軸線
Ｔ 走行軌道

Claims (8)

1. 走行軌道に沿って配置されたガイドレールに接して転動する案内輪でガイドするようにしたガイドレール式車両用台車において、
   両端に前記案内輪が転動可能に装着され台車構造物の前後に設けられた２つの横梁部材間に結合部材を架設してなる構造の案内フレームを備え、
   台車構造物の非旋回部位に旋回可能に支持させた車軸の両端に走行輪をリジッドに結合すると共に、該案内フレームと該車軸とを結合することにより、該案内フレームと該車軸及び走行輪とを一体で操舵させるように構成したことを特徴とするガイドレール式車両用台車。
2. 前記案内フレームと前記車軸とを台車の中心部位に設けられた旋回軸若しくは環状又は円弧状の軸受に旋回可能に支持させると共に、台車構造物の非旋回部位を車体前後方向に配置した牽引リンクを介して車体に接続してなることを特徴とする請求項１に記載のガイドレール式車両用台車。
3. 前記車軸及び車体の互いに係止可能な位置に夫々ストッパ部材を設け、車軸と車体間の車体幅方向の相対変位が許容限界値に達したときに、該ストッパ部材を互いに係止させて許容限界値以上の相対変位を抑止するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のガイドレール式車両用台車。
4. 車体前後方向中央側に設けられた案内輪の最外縁部間の間隔を車端側に設けられた案内輪の最外縁部間の間隔より狭くしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のガイドレール式車両用台車。
5. 車体前後方向中央側に設けられた案内輪の剛性を車端側に設けられた案内輪の剛性より小さくしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のガイドレール式車両用台車。
6. 車両進行方向前側又は後ろ側の台車において、前記案内フレームの旋回中心を車軸中心に対して車端側にオフセット配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のガイドレール式車両用台車。
7. 前記案内フレームに前記案内輪を直進走行方向へ向ける復元力を与える復元装置と、該案内フレームの急激な旋回動作を抑制するダンパ装置と、を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のガイドレール式車両用台車。
8. 前記案内フレームに前記ガイドレールから案内輪に加わる衝撃を吸収するバネ式又はゴム式の緩衝装置を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のガイドレール式車両用台車。

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