JP2014144710A - 軌道式車両 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータ等を用いることなく曲線部における走行速度の向上および乗り心地の向上を図る。
【解決手段】車体５と、走行用の車輪１１を有し車体５を下方から支持する走行装置６と、を備え、走行装置６は、車体５を車幅方向に傾斜可能に支持する車体傾斜機構１４と、軌道２に沿って設けられたガイドレール３に案内されるガイド機構１３と、を備え、車体傾斜機構１４は、軌道２の曲線部でガイド機構１３がガイドレール３から受ける力を車体５に伝達する伝達機構２９を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、ガイドレール等に案内されて軌道を走行する軌道式車両に関する。

バスや鉄道以外の新たな交通手段として、ゴムタイヤを装着した車輪によって軌道を走行する軌道系交通システムが知られている。この種の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）」等と呼ばれている。この軌道系交通システムにあっては、車両の両側部などに配された案内輪が、軌道に沿って設けられたガイドレールに案内される。

上述した軌道系交通システムは、移動時間の短縮や輸送力アップを図るために、更なる走行速度の向上が要望されている。しかし、一般的な鉄道と同様に、軌道系交通システムにおいても、車両が軌道の曲線部を走行する際には、走行速度に応じた遠心力が車体に作用してしまうため、単に、曲線部における車両の走行速度を向上すると、車体に作用する遠心力が大きくなり、乗り心地の悪化と安全性の低下が問題となる。

そこで、一般的な鉄道にあっては、曲線部における走行速度の向上ならびに乗り心地の改善を図るべく、車体を遠心方向とは反対方向、すなわち内軌側に車体を傾ける振り子機構を具備する台車を備えた車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。振り子機構としては、自然振り子方式や強制振り子方式などがある。これら自然振り子方式および強制振り子方式による台車は、コロ機構やリンク機構によって車体を傾斜させるようになっている。
また、上記振り子機構としては、強制的に空気ばねを給排気して車体を傾斜させる空気ばね制御方式、コロ機構と空気ばねとの両方を用いる方式など、種々の振り子機構がある。

特開平０５−０８５２８７号公報

しかしながら、上述した振り子機構のうち、自然振り子方式は、軌道の曲線部を走行している際に作用する超過遠心力を用いて車体を傾斜させる。そのため、曲線部の入口および出口において応答遅れが生じてしまい、乗り心地が悪化してしまうという課題がある。
一方で、強制振り子方式や空気ばねを用いた振り子機構の場合、車体に作用する遠心力の大きさに関わらず所望のタイミングで車体を強制的に傾斜させることができる。しかし、これら強制振り子方式や空気ばね制御方式を用いた振り子機構の場合、アクチュエータなど高価な部品が別途必要になるとともに、部品点数が増加してしまうという課題がある。また、強制振り子方式や空気ばね制御方式を用いた振り子機構の場合、アクチュエータの制御についてフェール時のバックアップが必要になり、制御ロジックが複雑化してしまうという課題がある。また、強制振り子方式の場合、フェール時に自然振り子方式と同じ挙動になり曲線部を走行している際の乗り心地が悪化してしまう場合がある。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アクチュエータ等を用いることなく曲線部における走行速度の向上および乗り心地を向上できる軌道式車両を提供するものである。

上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明に係る軌道式車両は、車体と、走行用の車輪を有し前記車体を下方から支持する走行装置と、を備え、前記走行装置は、前記車体を車幅方向に傾斜可能に支持する車体傾斜機構と、軌道に沿って設けられたガイドレールに案内されるガイド機構と、を備え、前記車体傾斜機構は、前記軌道の曲線部で前記ガイド機構が前記ガイドレールから受ける力を前記車体に伝達する伝達機構を備えている。
このように構成することで、走行装置が曲線部の入口に進入した時点でガイド機構がガイドレールから力を受けて、このガイドレールからの力を伝達機構によって車体に伝達し、車体傾斜機構を介して走行装置に対して車体を即座に傾斜させることができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記軌道式車両の前記走行装置が、前記車輪を支持する台車枠を備え、前記伝達機構が、前記台車枠に対して車幅方向に揺動可能に支持されるリンク部材を備え、前記ガイド機構が前記ガイドレールから受ける力を、前記リンク部材を介して前記車体に伝達するようにしてもよい。
このように構成することで、ガイドレールから受けた力をリンク部材に伝達して、リンク部材を車幅方向に揺動させることができる。また、リンク部材から車体に対して車幅方向への力を加えて、車幅方向に車体を傾斜させることができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記軌道式車両の車体傾斜機構として、前記車体を傾斜可能に下方から支持すると共に車体前後方向を向く軸線回りに回動可能なコロ部材を備えてもよい。
このように構成することで、リンク部材から車幅方向への力が車体に伝達されると、車体の下方を支持するコロ部材により車体前後方向を向く軸線回りに車体を回動させて傾斜させることができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記軌道式車両の伝達機構が、前記ガイド機構に対する前記リンク部材の連結点の上下方向への相対的な変位を許容する上下変位許容機構を備えていてもよい。
このように構成することで、上下変位許容機構によりリンク部材の揺動による連結点の上下方向の変位を許容することができるため、ガイド機構に作用する車幅方向への力をリンク部材の連結点に円滑に伝達させることができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記軌道式車両の前記走行装置が、前記車輪を支持する台車枠を備え、前記車体傾斜機構は、前記車体を前記車幅方向の複数箇所で下方から支持する空気ばねと、該空気ばねへの給排気を行う給排気機構と、前記台車枠に対して車幅方向に揺動可能に支持されるリンク部材と、を備え、前記給排気機構は、前記空気ばねへの給排気を回動操作する操作部を備え、該操作部に前記リンク部材が連結されていてもよい。
このように構成することで、給排気機構に連結されたリンク部材がガイドレールからの力を受けて揺動することによって、給排気機構の操作部を操作することができる。そのため、例えば、ガイドレールからの力の向きに応じて、車幅方向で各空気ばねの長さを異ならせることができるため、車体を車幅方向に傾斜させることができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記軌道式車両の前記走行装置が、前記車輪を支持する台車枠を備え、前記車体傾斜機構が、前記台車枠により下方から支持される支持部材と、該支持部材に対して車幅方向に揺動可能に吊り下げられる吊リンクとを有する吊リンク機構とを備え、該吊リンク機構が、前記吊リンクを介して前記車体を車幅方向に傾斜可能に支持するようにしてもよい。
このように構成することで、台車枠により下方から支持される支持部材に対して、吊リンクが車幅方向に揺動することによって、吊リンクを介して支持された車体が車幅方向に傾斜される。そのため、リンク部材を介して車体に車幅方向の力を伝達することで、車体を車幅方向へ傾斜させることができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記軌道式車両の伝達機構が、一対のリンク部材を車幅方向に間隔を空けて配し、該一対のリンク部材が、前記ガイド機構に対して車幅方向に所定間隔をあけて連結されると共に、該ガイド機構に対して連結される間隔よりも小さい車幅方向の間隔で前記車体に対して連結されてもよい。
このように構成することで、一対のリンク部材と車体とガイド機構とによって、いわゆる台形リンクを形成することができる。

この発明に係る軌道式車両によれば、アクチュエータ等を用いることなく曲線部における走行速度の向上および乗り心地の向上を図ることができる。

この発明の第一実施形態における軌道式車両の構成を示す正面図である。 上記第一実施形態における軌道式車両の側面図である。 上記第一実施形態における軌道式車両の車体を傾斜させた状態を示す正面図である。 この発明の第二実施形態における図１に相当する正面図である。 上記第二実施形態における図２に相当する側面図である。 上記第二実施形態における図３に相当する正面図である。 この発明の第三実施形態における図１に相当する正面図である。 上記第三実施形態における上下変位許容機構の正面図である。 上記第三実施形態における上下変位許容機構の部分断面図である。 この発明の第四実施形態における図１に相当する正面図である。 上記第四実施形態における図２に相当する側面図である。 上記第四実施形態における図３に相当する正面図である。 この発明の第五実施形態における図１に相当する正面図である。 上記第五実施形態における図２に相当する側面図である。 上記図１３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 上記第五実施形態における図３に相当する正面図である。

次に、この発明の第一実施形態における軌道式車両について図面に基づき説明する。
この第一実施形態における軌道式車両１（以下、単に車両１と称す）は、図１に示すように軌道２の幅方向両側部に設けられた、いわゆるサイドガイド型のガイドレール３によって案内されて軌道２の走行路４上を走行する。

図１、図２に示すように、車両１は、車体５と、走行装置６とを備えている。また、車体５は、車体本体７と、緩衝装置８とを備えている。
車体本体７は、前後方向に長い略直方体の中空形状をなしている。この車体本体７の内部には、乗客を収容可能な空間が形成されている。緩衝装置８は、走行路４の路面上の凹凸などによる振動が車体本体７に伝わることを防止する。

緩衝装置８は、空気ばね９と空気ばね受け１０とを備えている。空気ばね９は、内部に圧縮空気を溜めることができるゴム等の弾性体からなる袋状の部材であって、車体本体７の前部および後部の下方に配置されている。さらに、空気ばね９は、車体本体７の前部および後部に互いに車幅方向で離間するように２つずつ配されている。空気ばね受け１０は、空気ばね９を下方から支持する部材であって、各空気ばね９の下方にそれぞれ配置されている。

走行装置６は、車体５を下方から走行可能に支持する装置である。この走行装置６は、緩衝装置８の下方にそれぞれ配置されている。なお、各走行装置６は、車体本体７の前部の下方に配置されるか、後部に配置されるかの違いだけであるため、以下の走行装置６の説明においては、前部に配置される走行装置６についてのみ説明する（以下、第二実施形態から第五実施形態も同様）。

走行装置６は、一対の走行用の車輪１１と、懸架装置１２（図２参照）と、ガイド機構１３と、車体傾斜機構１４とを備えている。一対の走行用の車輪１１は、ゴムタイヤが装着された、いわゆるタイヤ付ホイールである。これら車輪１１は、車幅方向両側に延びる車軸１５の端部に接続されている。車軸１５の基部は、ギヤボックス１６にそれぞれ接続されている。車輪１１は、例えば、車軸１５を覆う車軸カバー（図示せず）の車幅方向両側の端部などに配されたキングピン軸（図示せず）回りに揺動可能とされている。

車軸１５は、車幅方向に離間配置された一対の台車枠１７によって、それぞれ回転可能に支持されている。ギヤボックス１６は、モータなどの動力源（図示せず）からの回転動力を車軸１５に伝達するディファレンシャルギヤなどの機構を収容している。つまり、ギヤボックス１６を介して動力源から伝達された回転動力が、さらに車軸１５に分配されて一対の車輪１１がそれぞれ回動されることとなる。

懸架装置１２は、車体５に対する車輪１１の上下動を許容しつつ、車輪１１の駆動力および制動力を車体５に伝達する装置である。図２に示すように、懸架装置１２は、台車枠１７と、牽引リンク機構１８と、懸架枠１９と、を備えている。

台車枠１７は、ギヤボックス１６を車幅方向で挟み込むように離間配置され、上記車軸１５を回転可能な状態で支持する。
牽引リンク機構１８は、車体５に対する台車枠１７の上下方向への変位を許容しつつ、車輪１１による駆動力や制動力すなわち車両１が走行する前後方向（以下、単に走行方向と称する）に作用する力を、台車枠１７から懸架枠１９に伝達する。この牽引リンク機構１８は、互いに平行となる上リンク２０と下リンク２１とを備えている。上リンク２０および下リンク２１は、前後方向の各端部が懸架枠１９および台車枠１７に対してピン結合され、台車枠１７および懸架枠１９に対して上下方向に揺動可能とされている。なお、上リンク２０および下リンク２１が台車枠１７および懸架枠１９とピン結合される部分には、ピン軸周りにゴムブッシュ等の弾性部材（図示せず）が取り付けられている。これら弾性部材によって、後述する車体５傾斜に伴う上リンク２０および下リンク２１に対する懸架枠１９の車体５傾斜方向への変位を許容することが可能になっている。

懸架枠１９は、牽引リンク機構１８を介して伝達された走行方向（図２中、矢印で示す）の力を車体５に伝達する。この懸架枠１９は、台車枠１７の走行方向後方に配され、車体５のフロア下面から下方に向かって延びる垂下部２２を備えている。

ガイド機構１３は、車両１が軌道２の走行路４上を走行する際に、例えば、車輪１１の舵角を軌道２の曲線部の円弧形状に応じて変化させる機構である。図１、図２に示すように、このガイド機構１３は、主に、案内枠２３と、案内輪２４とを備えている。また、案内枠２３は、横梁２５と、縦梁２６とを備えている。横梁２５は、車輪１１よりも車幅方向の両外側まで延びて形成されている。また、横梁２５は、車輪１１の回転中心よりも下方において、車輪１１の走行方向前方および後方にそれぞれ配置されている。縦梁２６は、前後一対の横梁２５同士を車幅方向の略中央部で走行方向に接続する部材である。案内枠２３は、上下方向を向く軸線Ｏ１回りに回動自在な状態でギヤボックス１６に支持されている。さらに、案内枠２３は、車輪１１に対してステアリングアーム（図示せず）などを介して連係されている。ステアリングアームは、案内枠２３の回転方向への変位に応じて車輪１１を操舵する。

案内輪２４は、軌道２の車幅方向両側に配置されたガイドレール３によって案内される。案内輪２４は、上下方向を向く軸線Ｏ２回りに回転自在とされ、上述した横梁２５の端部にそれぞれ取り付けられている。これら案内輪２４は、その外周面がそれぞれガイドレール３に当接可能となっている。例えば、ガイドレール３から案内輪２４が反力を受けると、この案内輪２４が上述した案内枠２３の横枠２５を押圧して、案内枠２３が回動することとなる。ここで、車両１が軌道２の曲線部を走行する場合、曲線部の外軌側に配置されるガイドレール３から、主に、前方の外軌側の案内輪２４が車幅方向外側からの反力を受ける。この前方外軌側の案内輪２４が受ける反力は、案内枠２３の前側の横梁２５に伝達されて、これにより案内枠２３が軸線Ｏ１回りに回動することとなる。この案内枠２３の回動量は、曲率半径の大きさに応じて変化する。そして、この案内枠２３の回動に伴いステアリングアームが変位して、案内枠２３の回動方向に車輪１１が操舵される。これにより、曲線部の曲率に応じて車輪１１が内軌側を向き、車両１が曲線部に沿って円滑に走行可能となる。

車体傾斜機構１４は、台車枠１７に対して車体５を車幅方向に傾斜可能に支持する機構である。この車体傾斜機構１４は、円筒コロ受け２７と、コロ部材２８と、伝達機構２９と、を備えている。
円筒コロ受け２７は、一対の台車枠１７の上部にそれぞれ形成され、その上面に、車幅方向の中央に向かって下る平滑な枠側傾斜面３０を有している。この円筒コロ受け２７の上方には、上述した空気ばね受け１０が配置される。空気ばね受け１０の下面には、車幅方向の中央に向かって下る平滑なばね側傾斜面３１が形成されている。

コロ部材２８は、軸線が車体５前後方向を向く略円柱状に形成されている。コロ部材２８は、枠側傾斜面３０上に転動可能に配置されている。そして、これらコロ部材２８上には、上述した空気ばね受け１０が載置されている。つまり、コロ部材２８が枠側傾斜面３０とばね側傾斜面３１との間に挟みこまれ、コロ部材２８の転動方向に空気ばね受け１０が移動可能となっている。より具体的には、図３に示すように、コロ部材２８が転動することによって、車体５が車幅方向に傾動可能となっている。

伝達機構２９は、ガイド機構１３がガイドレール３から受ける反力を車体５に伝達する機構である。この伝達機構２９は、一対のリンク部材３２と、上下変位許容機構３３と、を備えている。一対のリンク部材３２は、それぞれ台車枠１７に対して車幅方向に揺動可能に支持されている。より具体的には、リンク部材３２の揺動中心３４は、台車枠１７の上部に設けられ、リンク部材３２の車体５側の連結点３５から揺動中心３４までの距離よりも、リンク部材３２の案内枠２３側の連結点３６から揺動中心３４までの距離の方が長くなるように設定されている。これによりリンク部材３２は、梃子として機能し、揺動中心３４が支点となり、案内枠２３側の連結点（力点）３６に加わる力が増大されて車体５側の連結点（作用点）３５に伝達される。

リンク部材３２の車体５側の連結点３５は、車体５の空気ばね受け１０に連結されている。より具体的には、リンク部材３２の車体５側の連結点３５は、車幅方向に揺動可能なように空気ばね受け１０に対してピン結合されている。また、リンク部材３２の案内枠２３側の連結点３６は、案内枠２３の前側の横梁２５に対して、上下変位許容機構３３を介して連結されている。

上下変位許容機構３３は、案内枠２３に対する案内枠２３側の連結点３６の上下方向への相対変位を許容しつつ、案内枠２３が受けるガイドレール３からの反力を案内枠２３側の連結点３６に伝達する機構である。ここで、リンク部材３２の案内枠２３側の連結点３６は、リンク部材３２の揺動により円弧軌道で変位して、車幅方向に延びる案内枠２３の横梁２５に対して上下方向に変位する。

上下変位許容機構３３は、例えば、車両直進時に、案内枠側の連結点３６から横梁２５に沿って車幅方向の外側に向かって延びる小リンク部材３７を備えている。小リンク部材３７は、一方の端部がリンク部材３２の案内枠２３側の連結点３６にボールジョイントなどの自在継手を介して連結されている。また、小リンク部材３７は、他方の端部が案内枠２３の横梁２５にボールジョイントなどの自在継手を介して連結されている。なお、図１中、車両直進時に小リンク部材３７が車幅方向外側に向かって延びるように配される一例を示しているが、小リンク部材３７が延びる方向は、小リンク部材３７が上下方向に揺動可能であれば上記の方向に限られるものではない。

このように小リンク部材３７の連結に自在継手を用いることで、小リンク部材３７が案内枠２３側の端部を揺動中心として上下方向に揺動可能となる。そのため、案内枠２３側の連結点の上下動に応じて小リンク部材３７を揺動させることができるため、上下方向の力を逃がしつつ横梁２５へ加わる車幅方向の力をリンク部材３２に伝達することが可能となる。また、案内枠２３が軸線Ｏ１回りに回動する際に、横梁２５がリンク部材３２の案内枠２３側の連結点３６に対して近接離間することとなるが、自在継手を用いていることで、リンク部材３２に対する横梁２５の車両前後方向への変位を許容可能となる。

一対のリンク部材３２は、車体５側の連結点３５同士の距離よりも案内枠２３側の連結点３６同士の距離の方が長くなっている。空気ばね受け１０同士の距離は変化しないため、これにより、車体５、一対のリンク部材３２、および、案内枠２３の横梁２５によって、いわゆる台形リンクが形成される。このように台形リンクが形成されることで、ガイドレール３から案内輪２４が反力を受けた場合に、図３に示すように、外軌側（図３における紙面左側）のリンク部材３２の車体５側の連結点３５を、内軌側（図３における紙面右側）のリンク部材３２の車体５側の連結点よりも上方に配置させることができる。その結果、車体５を内軌側へ効果的に傾斜させることが可能となっている。

ここで、この実施形態における車体傾斜機構１４は、ガイド機構１３から伝達される力に加えて、車両１が曲線部を走行している際の超過遠心力によっても傾斜可能となっている。

したがって、上述した第一実施形態の軌道式車両によれば、走行装置６が曲線部の入口に進入した時点で、案内輪２４を介して案内枠２３がガイドレール３からの反力を受けることとなるが、このガイドレール３からの反力を伝達機構２９によって車体５に伝達することができる。また、伝達機構２９によって車体５に伝達された力を利用して、車体傾斜機構１４により車体５を即座に傾斜させることができる。その結果、アクチュエータなどの駆動源を用いることなしに、車体５の傾斜タイミングが遅れることを防止して、曲線部における車両１の走行速度の向上および乗り心地の向上を図ることができる。

さらに、ガイドレール３から受けた力をリンク部材３２に伝達することで、リンク部材３２が車幅方向に揺動して、リンク部材３２から車体５に対して車幅方向の力を加えることができる。その結果、伝達機構２９の構成が複雑化することなしに車体５に対して傾斜方向である車幅方向への力を容易に加えることができる。

また、リンク部材３２を介して車幅方向への力が車体５に伝達されると、車体５の下方を支持するコロ部材２８により車体前後方向を向く軸線（図示せず）回りに車体５を回動させて傾斜させることができる。その結果、簡単な構成で車体５を車幅方向に傾斜させることができる。
さらに、上下変位許容機構３３の小リンク部材３７によって、リンク部材３２の揺動に伴う連結点３６の上下方向の変位を許容することができるため、ガイド機構１３に作用する車幅方向への力をリンク部材３２の連結点３６に円滑に伝達させることができる。

次に、この発明の第二実施形態における軌道式車両について図４〜図６に基づき説明する。なお、この第二実施形態の軌道式車両１０１は、上述した第一実施形態の軌道式車両１とガイド機構１１３ならびに上下変位許容機構１３３の構成が異なるだけであるため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。

図４、図５に示すように、この第二実施形態における軌道式車両（以下、単に車両と称す）が走行する軌道２には、走行路４側にガイドレール１０３が敷設されている。ガイドレール１０３は、いわゆるセンターガイド型のガイドレールであって、軌道２の幅方向の略中央に配され、上方に向かって凸状に形成されている。
この第二実施形態における軌道式車両１０１は、上述した第一実施形態の軌道式車両１と同様に、車体５と走行装置６とを備えている。車体５は、車体本体７と緩衝装置８とを備えている。また、走行装置６は、一対の走行用の車輪１１と、懸架装置１２と、ガイド機構１１３と、車体傾斜機構１４とを備えている。

走行装置６のガイド機構１１３は、上述した第一実施形態のガイド機構１３と同様に、車両１０１が軌道２に沿って走行する際に、例えば、車輪１１の舵角を軌道２の曲線部の円弧形状に応じて変化させる機構である。このガイド機構１１３は、主に、案内枠１２３と、案内輪２４とを備えている。

案内枠１２３は、二本の横梁１２５と一本の縦梁１２６と四本の上下梁１２６ａとを備えている。二本の横梁１２５は、軌道式車両１０１の前後方向におけるギヤボックス１６の前方および後方で車幅方向に延びている。これら横梁１２５の長さ応じて、案内輪２４の車幅方向における間隔が決定される。また、縦梁１２６は、これら横梁１２５の長さ方向の略中央同士を接続するように前後方向に延びている。これら横梁１２５および縦梁１２６は、平面視で略Ｈ状を呈している。

上下梁１２６ａは、横梁１２５の各車幅方向の端部から鉛直下方に延びるように形成されている。横梁１２５と上下梁１２６ａとは、走行方向から見て、下向きの略Ｕ状を呈している。これら上下梁１２６ａの長さに応じて、案内輪２４の上下方向の位置が決定される。案内枠１２３は、車幅方向で一対の車輪１１の間に配置され、縦梁１２６の長さ方向の略中央部がギヤボックス１６の下部に軸支されて、上下方向を向く軸線Ｏ１回りに回動可能となっている。

案内輪２４は、走行路４の幅方向中央に敷設されたガイドレール１０３によって案内される部材である。この案内輪２４は、上下方向を向く軸線Ｏ２を備え、上述した案内枠１２３の上下梁１２６ａの下端に対して回動自在に支持されている。これら案内輪２４は、ガイドレール１０３を車幅方向外側から挟み込むように配置され、ガイドレール１０３の側面に当接可能となっている。つまり、上述した上下梁１２６ａは、案内輪２４がガイドレール１０３の車幅方向外側にそれぞれ配置されるような長さで形成されている。また、上述した横梁１２５は、車幅方向で隣り合う案内輪２４同士の間隔がガイドレール１０３の幅寸法よりも僅かに大きくなるような長さで形成されている。なお、上述した案内枠１２３は、車輪１１に対してステアリングアーム（図示せず）などを介して連係されている。このステアリングアームによって、第一実施形態のステアリングアームと同様に、案内枠１２３の回転方向への変位に応じて車輪１１が操舵される。

ここで、案内輪２４がガイドレール１０３から反力を受けると、この案内輪２４を支持する上下梁１２６ａが横梁１２５を押圧して、案内枠１２３が回動することとなる。軌道式車両１が軌道２の曲線部を走行する場合、ガイドレール１０３の内軌側の側面から、主に、前方内軌側の案内輪２４が、車幅方向内側から反力を受ける。この前方内軌側の案内輪２４に加わる反力は、案内枠１２３の前側の横梁１２５に伝達されて、これにより案内枠１２３が軸線回りに回動することとなる。この案内枠１２３の回動量は、曲線部の曲率半径の大きさに応じて変化する。この案内枠１２３の回動に伴いステアリングアームが変位して、案内枠１２３の回動方向に車輪１１が操舵される。これにより、曲線部の円弧形状に応じて車輪１１が内軌側を向き、軌道式車両１０１が曲線部に沿って円滑に走行することとなる。

車体傾斜機構１４は、台車枠に対して車体５を車幅方向に傾斜可能に支持する機構である。この車体傾斜機構１４は、円筒コロ受け２７と、コロ部材２８と、伝達機構１２９と、を備えている。
伝達機構１２９は、案内輪２４がガイドレール１０３から受ける反力を車体５に伝達する機構であって、一対のリンク部材３２と上下変位許容機構１３３とを備えている。

一対のリンク部材３２の車体側の連結点３５は、リンク部材３２が車幅方向に揺動可能なように、車体５の空気ばね受け１０にピン結合されている。また、リンク部材３２の案内枠１２３側の連結点３６は、案内枠１２３の前側の横梁１２５に対して、上下変位許容機構１３３を介して連結されている

上下変位許容機構１３３は、案内枠１２３に対する案内枠１２３側の連結点３６の上下方向への相対変位を許容しつつ、案内枠１２３が受ける反力を案内枠１２３側の連結点３６に伝達する機構である。上下変位許容機構１３３は、例えば、車両直進時に、案内枠１２３側の連結点３６から横梁１２５に沿って車幅方向の内側に向かって延びる小リンク部材１３７を備えている。

小リンク部材１３７は、その長手方向の両端部が、上述した第一実施形態と同様に、自在継手を介してリンク部材３２および横梁１２５に連結される。また、小リンク部材１３７の長さ寸法は、上述した第一実施形態と同様にいわゆる台形リンクを形成するために、一対のリンク部材３２の車体５側の連結点３５間の距離よりも、案内枠１２３側の連結点３６間の距離の方が長くなるように設定されている。なお、図４においては、車両直進時に小リンク部材１３７が車幅方向内側に向かって延びるように配される一例を示しているが、小リンク部材１３７が延びる方向は、小リンク部材１３７が上下方向に揺動可能であれば上記方向に限られるものではない。

したがって、上述した第二実施形態の軌道式車両１０１によれば、センターガイド型のガイドレール１０３を採用している軌道式車両１０１においても、図６に示すように、アクチュエータなどの駆動源を用いることなしに車体５を傾斜させることができると共に、車体５の傾斜タイミングが遅れることを防止することができる。その結果、軌道２の曲線部における軌道式車両１０１の走行速度の向上および乗り心地の向上を図ることができる。

次に、この発明の第三実施形態における軌道式車両について図７、図８に基づき説明する。なお、この第三実施形態の軌道式車両２０１は、上述した第一実施形態の軌道式車両１と上下変位許容機構２３３の構成が異なるだけであるため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。

図７、図８に示すように、この第三実施形態の軌道式車両２０１は、上述した第一実施形態の軌道式車両１と同様に、車体５と、走行装置６とを備えている。車体５は、車体本体７と緩衝装置８とを備えている。また、走行装置６は、一対の走行用の車輪１１と、懸架装置１２と、ガイド機構１３と、車体傾斜機構１４とを備えている。
車体傾斜機構１４は、円筒コロ受け２７と、コロ部材２８と、伝達機構２９と、を備えている。また、伝達機構２９は、一対のリンク部材３２と上下変位許容機構２３３とを備えている。

上下変位許容機構２３３は、上述した第一実施形態と同様に、案内枠２３に対するリンク部材３２の案内枠側の連結点２３６の上下方向への相対変位を許容しつつ、ガイドレール３から案内枠２３が受ける反力を案内枠側の連結点２３６に伝達する。この第三実施形態においては、リンク部材３２の案内枠側の連結点２３６と、案内枠２３とがピン結合されている。より具体的には、図８、図９に示すように、上下変位許容機構２３３は、横梁２５に設けられた走行方向に延びる軸部４０と、リンク部材３２の連結点２３６に設けられた略円筒状のリング部４１と、これら軸部４０とリング部４１との間に介在されるゴムなどの弾性部材４２とにより構成される。

リング部４１の孔径は、軸部４０の直径よりも十分に大きく形成され、これらリング部４１の内周面と軸部４０の外周面との間に、弾性部材４２が圧入されている。リング部４１は、この弾性部材４２が圧入されている状態で、軸部４０回りに回動可能とされている。これにより、リンク部材３２が揺動して、案内枠２３に対して案内枠側の連結点２３６が上下に変位したとしても、弾性部材４２が圧縮変形して、この連結点２３６の上下方向への変位が許容される。また、リング部４１が軸部４０回りに回動可能なため、案内枠２３からの力をリンク部材３２に伝達して、リンク部材３２を揺動させることができる。
なお、図８、図９では、リング部４１近傍においてリンク部材３２が拡径して形成される一例を示しているが、この構成に限られるものではない。

したがって、上述した第三実施形態によれば、小リンク部材３７，１３７を用いる上下変位許容機構３３，１３３と比較して、構造を単純化することができると共に小型化することができる。その結果、走行装置６周りにおける種々部品の配置自由度を向上することができる。

次に、この発明の第四実施形態における軌道式車両について図１０、図１１に基づき説明する。なお、この第四実施形態の軌道式車両３０１は、空気ばね９を用いて車体傾斜を行う点で上述した第一実施形態の軌道式車両１と異なる。上述した第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。

図１０、図１１に示すように、この第四実施形態における軌道式車両３０１は、上述した第一実施形態の軌道式車両１と同様に、車体５と、走行装置６とを備えている。
車体５は、車体本体７と緩衝装置８とを備えている。この緩衝装置８は、空気ばね９と、空気ばね受け１０とを備えている。空気ばね受け１０は、台車枠１７の上部に配され、空気ばね９を下方から支持している。

走行装置６は、一対の走行用の車輪１１と、懸架装置１２と、ガイド機構１３と、車体傾斜機構３１４とを備えている。
車体傾斜機構３１４は、空気ばね９と、給排気機構５０と、伝達機構３２９と、を備えている。ここで、空気ばね９は、上述した緩衝装置８の一部としても機能する。

給排気機構５０は、各空気ばね９に対して給排気を行う機構であって、空気ばね９毎に空気圧力調整弁５１を有している。この空気圧力調整弁５１は、空気ばね９近傍の車体、より具体的には空気ばね受け１０に固定されている。これら空気圧力調整弁５１には、圧縮空気を貯留する空気溜め（図示せず）などから圧縮空気が供給可能とされている。また、空気圧力調整弁５１には、回動操作可能な操作レバー５２が設けられている。操作レバー５２は、伝達機構３２９のリンク部材３２に連係され、リンク部材３２の揺動によって回動操作される。空気圧力調整弁５１は、操作レバー５２の回動位置に応じて、空気ばね９内部の圧縮空気の圧力を変位させて空気ばね９の高さを調整する。なお、空気圧力調整弁５１を空気ばね受け１０に固定する場合について説明したが、車体本体７と共に傾斜しない箇所であれば、空気ばね受け１０に限られず、例えば、台車枠１７などに固定しても良い。また、空気圧力調整弁５１は、通常走行時に空気ばね９の空気圧を調整するものと並列に、曲線走行時の車体傾斜用のために別途設けても良い（図示せず）。

伝達機構３２９は、一対のリンク部材３２と上下変位許容機構３３３とを備えている。
上下変位許容機構３３３は、案内枠２３に対するリンク部材３２の案内枠側の連結点３６の上下方向への相対変位を許容しつつ、案内枠２３が受ける反力を案内枠側の連結点３６に伝達する小リンク部材３７を有している。また、この第四実施形態における上下変位許容機構３３３は、操作レバー５２の端部に対するリンク部材３２の車体側の連結点３５の上下方向への相対変位を許容しつつ、案内枠２３から伝達された力を操作レバー５２に伝達する第二小リンク部材５３を有している。第二小リンク部材５３は、一方の端部が、操作レバー５２の端部に揺動可能にピン結合され、他方の端部が、リンク部材３２の車体側の連結点３５に揺動可能にピン結合されている。第二小リンク部材５３を介して操作レバー５２に伝達される力は、操作レバー５２を回動操作する力となる。

すなわち、図１２に示すように、外軌側（図１２における紙面左側）のガイドレール３から案内輪２４が受けた反力は、第一実施形態と同様に、案内枠２３から小リンク部材３７を介してリンク部材３２に伝達される。そして、リンク部材３２が揺動中心３４回りに揺動する。すると、第二小リンク部材５３を介して内軌側（図１２における紙面右側）に配置された空気ばね９の空気圧力調整弁５１の操作レバー５２が排気側に操作される。この際、外軌側に配置された空気ばね９の空気圧力調整弁５１の操作レバー５２は、給気又は閉弁位置に操作される。これにより、内軌側の空気ばね９の高さが、外軌側の空気ばね９の高さよりも低くなり、車体５が内軌側に傾斜することとなる。空気圧力調整弁５１としては、操作レバー５２の操作量に応じて排気量および給気量がリニアに変化する空気圧力調整弁５１を用いることが好ましい。

したがって、上述した第四実施形態の軌道式車両によれば、給排気機構５０に連結されたリンク部材３２がガイドレール３からの反力を受けて揺動することによって、給排気機構５０の操作レバー５２を操作することができる。そのため、ガイドレール３からの反力の向きに応じて、車幅方向で各空気ばね９の高さを異ならせて車体５を車幅方向に傾斜させることができる。

次に、この発明の第五実施形態における軌道式車両について図１３〜図１６に基づき説明する。なお、この第五実施形態の軌道式車両は、上述した第二実施形態の軌道式車両１０１と車体傾斜機構の構成が異なるだけであるので、第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。また、図示都合上、図１３、図１６においてはギヤボックス１６を省略している。
この第五実施形態の軌道式車両４０１は、上述したセンターガイド型のガイドレール１０３にガイド機構１３が案内されて走行する。
図１３、図１４に示すように、軌道式車両４０１は、上述した第二実施形態の軌道式車両１０１と同様に、車体５と走行装置６とを備えている。車体５は、車体本体７と、中心ピン６０と、揺れ枕６１とを備えている。

中心ピン６０は、揺れ枕６１と車体本体７とを接続する柱状の部材である。この中心ピン６０の上端部は、車体本体７の下面に固定されている。そして、中心ピン６０は、車体本体７の下面から垂直下方に延びて揺れ枕６１に対して垂直に固定される。つまり、車体本体７、中心ピン６０、および、揺れ枕６１は、それぞれ一対的に形成されている。

図１５に示すように、揺れ枕６１は、上面視で略Ｈ状に形成されている。より具体的には、空気ばね９、および、台車枠１７よりも前方および後方に配置され車幅方向に延びる一対の横梁部６２と、これら横梁部６２を車幅方向の略中央部で接続する支持板６３とを備えている。支持板６３は、中心ピン６０を下方から支持する部材であって、その上面に中心ピン６０の下端部が固定されている。

走行装置６は、一対の走行用の車輪１１と、懸架装置１２と、ガイド機構１１３と、車体傾斜機構４１４とを備えている。
車体傾斜機構４１４は、上述した各実施形態の車体傾斜機構１４，３１４と同様に、車体本体７を車幅方向に傾斜させるための機構である。この車体傾斜機構４１４は、吊リンク機構６４と、伝達機構４２９とを備えている。

図１３〜図１５に示すように、吊リンク機構６４は、上側空気ばね受け６５と、吊リンク６６と、を備えている。
上側空気ばね受け６５は、一対の空気ばね９の上面間に車幅方向に渡って載置される略板状の部材である。これら一対の空気ばね９は、それぞれ一対の台車枠１７に載置されている。つまり、上側空気ばね受け６５は、空気ばね９を介して台車枠１７により下方から支持されている。

上側空気ばね受け６５の上面には、車幅方向の両端部に、車体本体７を受け止めるストッパーゴム６７が取り付けられている。また、上側空気ばね受け６５の中央部には、上述した中心ピン６０が上下方向に挿通される貫通孔６８が形成されている。貫通孔６８は、中心ピン６０の車幅方向への揺動を許容するべく、中心ピン６０よりも十分に大きく形成されている。

吊リンク６６は、上側空気ばね受け６５に揺れ枕６１を吊下げるための部材である。この吊リンク６６の上端部は、上側空気ばね受け６５の前側面および後側面における車幅方向の両端部などにピン結合されている。また、吊リンク６６の下端部は、揺れ枕６１の横梁部６２の前側面および後側面における車幅方向の両端部にピン結合されている。これにより、吊リンク６６は、上側空気ばね受け６５に対して車幅方向に揺動可能となり、また、揺れ枕６１に対しても車幅方向に揺動可能となっている。なお、車幅方向において、吊リンク６６の上端部同士の間隔よりも、下端部同士の間隔の方が大きくなっている。

伝達機構４２９は、一対のリンク部材４３２を備えている。
一対のリンク部材４３２は、各下端部が、案内枠１２３の進行方向前側の上端部にピン結合されている。より具体的には、一対のリンク部材４３２の各下端部は、それぞれ進行方向前側の上下梁１２６ａの上端部にそれぞれ結合されている。さらに、一対のリンク部材４３２の各上端部は、車幅方向に離間して上述した揺れ枕６１の支持板６３にピン結合されている。これらリンク部材４３２は、車体側の連結点４３５および案内枠側の連結点４３６がそれぞれ自在継手によって案内枠１２３および揺れ枕６１に対して揺動自在に結合されている。一対のリンク部材４３２は、車幅方向において、連結点４３５同士の間隔よりも、連結点４３６同士の間隔の方が大きい、いわゆる台形リンクを構成している。

すなわち、図１６に示すように、ガイドレール１０３からガイド機構１１３が反力を受けて、案内枠１２３が内軌側（図１６において紙面右側）に向かって回動すると、各リンク部材４３２の連結点４３６が内軌側に変位する。すると、内軌側のリンク部材４３２および外軌側のリンク部材４３２の各連結点４３５が外軌側に向かって揺動する。そして、外軌側のリンク部材４３２が立ち上がる方向に揺動し、内軌側のリンク部材４３２は寝る方向に揺動する。これにより、吊リンク６６によって吊り下げられた揺れ枕６１は、外軌側のリンク部材４３２が結合される部分が上方に持ち上げられるとともに、内軌側のリンク部材４３２が結合される部分が下方に引き下げられる。つまり、吊リンク６６を介して揺れ枕６１を車幅方向に揺動させることができる。これにより、揺れ枕６１に固定された中心ピン６０を介して車体本体７を内軌側に傾斜させることができる。

したがって、上述した第五実施形態の軌道式車両４０１によれば、吊リンク機構６４を用いて車体５を車幅方向に傾斜可能な車両においても、ガイドレール１０３からガイド機構１１３が受けた反力を用いて車体５を傾斜させることができるため、軌道２の曲線部における走行速度の向上および乗り心地の向上を図ることが可能となる。

なお、この発明は上述した各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
上述した各実施形態においては、緩衝装置として空気ばね９を用いる場合について説明したが、コイルばね等の弾性体を用いても良い。

また、上述した第一、第二実施形態では、枠側傾斜面３０およびばね側傾斜面３１が平面である場合を一例に説明したが曲面であっても良い。また、一対の空気ばね受け１０を、車幅方向に離間配置する場合について説明したが、これら一対の空気ばね受け１０を一体的に形成しても良い。

さらに、上述した第五実施形態においては、一対のリンク部材４３２がそれぞれ直接的に案内枠１２３と揺れ枕６１とを結合する場合について説明したが、この構成に限られず、例えば、第一実施形態などと同様に、台車枠１７などに揺動中心を備え、揺動中心回りに揺動可能なリンク部材を用いても良い。一方で、第一実施形態から第四実施形態のリンク部材に代えて揺動中心３４を設けない第五実施形態のリンク部材４３２を用いるようにしても良い。

また、上述した各実施形態の案内枠２３，１２３の構成に限られるものではない。各実施形態においては、案内枠２３，１２３の横梁２５，１２５を車輪１１の前方および後方にそれぞれ配置して、案内輪２４を４つ設ける場合について説明したが、車輪１１の前方にのみ横梁２５，１２５を設けて、車幅方向両側に案内輪２４を１つずつ設けるようにしても良い。

１，１０１，２０１，３０１，４０１ 軌道式車両
２ 軌道
３ ガイドレール
５ 車体
６ 走行装置
９ 空気ばね
１１ 車輪
１４ 車体傾斜機構
１３ ガイド機構
１７ 台車枠
２８ コロ部材
３２，４３２ リンク部材
３３，１３３，２３３，３３３ 上下変位許容機構
５０ 給排気機構
５２ 操作レバー（操作部）
６４ 吊リンク機構
６５ 上側空気ばね受け（支持部材）
６６ 吊リンク

Claims (7)

1. 車体と、走行用の車輪を有し前記車体を下方から支持する走行装置と、を備え、
   前記走行装置は、
   前記車体を車幅方向に傾斜可能に支持する車体傾斜機構と、
   軌道に沿って設けられたガイドレールに案内されるガイド機構と、を備え、
   前記車体傾斜機構は、
   前記軌道の曲線部で前記ガイド機構が前記ガイドレールから受ける力を前記車体に伝達する伝達機構を備えることを特徴とする軌道式車両。
2. 前記走行装置は、前記車輪を支持する台車枠を備え、
   前記伝達機構は、
   前記台車枠に対して車幅方向に揺動可能に支持されるリンク部材を備え、前記ガイド機構が前記ガイドレールから受ける力を、前記リンク部材を介して前記車体に伝達する請求項１に記載の軌道式車両。
3. 前記車体傾斜機構は、前記車体を傾斜可能に下方から支持すると共に車体前後方向を向く軸線回りに回動可能なコロ部材を備える請求項２に記載の軌道式車両。
4. 前記伝達機構は、
   前記ガイド機構に対する前記リンク部材の連結点の上下方向への相対的な変位を許容する上下変位許容機構を備える請求項２又は３に記載の軌道式車両。
5. 前記走行装置は、前記車輪を支持する台車枠を備え、
   前記車体傾斜機構は、
   前記車体を前記車幅方向の複数箇所で下方から支持する空気ばねと、
   該空気ばねへの給排気を行う給排気機構と、
   前記台車枠に対して車幅方向に揺動可能に支持されるリンク部材と、を備え、
   前記給排気機構は、前記空気ばねへの給排気を回動操作する操作部を備え、
   該操作部に前記リンク部材が連結されている請求項１に記載の軌道式車両。
6. 前記走行装置は、前記車輪を支持する台車枠を備え、
   前記車体傾斜機構は、
   前記台車枠により下方から支持される支持部材と、該支持部材に対して車幅方向に揺動可能に吊り下げられる吊リンクとを有する吊リンク機構とを備え、
   該吊リンク機構は、前記吊リンクを介して前記車体を車幅方向に傾斜可能に支持する請求項１に記載の軌道式車両。
7. 前記伝達機構は、一対のリンク部材を車幅方向に間隔を空けて配し、
   該一対のリンク部材は、前記ガイド機構に対して車幅方向に所定間隔をあけて連結されると共に、該ガイド機構に対して連結される間隔よりも小さい車幅方向の間隔で前記車体に対して連結される請求項２から６の何れか一項に記載の軌道式車両。

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