JP2015098313A - 冷却装置、及びこれを備えた走行台車、車両 - Google Patents

Abstract

【課題】走行方向に関わらずホイールに収容されたブレーキ装置の冷却を行って、ブレーキ性能を維持できる冷却装置、及びこれを備えた走行台車、車両を提供する。
【解決手段】内側にブレーキ装置１７が配されて車軸１２と一体に回転する走行輪１３のホイール２９に設けられ、ホイール２９の正逆両方向への回転によってホイール２９の内外を連通する通風孔を通じてブレーキ装置１７を通過する気流ＡＲを生じさせる冷却フィン９６を備え、冷却フィン９６は、上記通風孔として、ホイール２９に車軸１２の回転軸線Ｏを中心とした円周上に複数形成された飾り孔８３を通じて気流ＡＲを生じさせる。
【選択図】図２

Description

本発明は車両に設けられるブレーキ装置を冷却する冷却装置、及びこれを備えた走行台車、車両に関する。

バスや鉄道以外の新たな交通手段として、ゴムタイヤの走行輪が設けられた走行台車によって軌道上を走行す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。

ここで、軌道系交通システムにおける車両の走行台車には、ディスクブレーキやドラムブレーキ等のブレーキ装置が設けられている。そして、ブレーキ装置は、走行輪におけるホイールのリム内側に収容されている。このため、ブレーキ装置を使用した際の発熱を外部へ放熱することが難しく、ブレーキ性能が低下してしまうという問題がある。

ここで、特許文献１には、バスやトラック等に設けられたホイールのリム内側にホイールの回転にともなって回転するファンを設け、リム内側に強制的に空気を送り込んで、ブレーキを冷却する放熱構造が記載されている。

実公昭５８−５３２５１号公報

しかしながら、バスやトラックは基本的には走行方向は一方向であるが、新交通システムの車両は走行方向が前後に転換されて運行されるものである。特許文献１に記載の放熱構造はバスやトラックに設けられるものであるため、前方向かって走行する際のホイールの回転によってリム内側へ空気を送るようになっており、後方へ走行することは想定された構造となっていない。このため、単純にこの構造を軌道系交通システムの車両に適用したとしても、ホイールのリム内側に設けられたブレーキ装置の冷却を十分に行うことができない。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、走行方向に関わらずホイールに収容されたブレーキ装置の冷却を行って、ブレーキ性能を維持できる冷却装置、及びこれを備えた走行台車、車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明の一の態様によれば、冷却装置は、内側にブレーキ装置が配されて車軸と一体に回転する走行輪のホイールに設けられ、該ホイールの正逆両方向への回転によって前記ホイールの内外を連通する通風孔を通じて前記ブレーキ装置を通過する気流を生じさせる冷却フィンを備える。

このような冷却装置によれば、走行輪のホイールがいずれの方向へ回転したとしても、冷却フィンによってホイールの内側のブレーキ装置を通過する気流を生じさせることが可能となる。従って、このような走行輪が設けられて走行する車両では、走行方向が前後に転換されて走行する場合であってもブレーキ装置の冷却を行うことができる。

また、前記冷却フィンは、前記通風孔として、前記ホイールに前記車軸の回転軸線を中心とした円周上に複数形成された飾り孔を通じて前記気流を生じさせてもよい。

このように、ホイールに軽量化やホイール内外の通風を目的として形成された飾り孔を通じて、冷却フィンによる気流を生じさせることができる。よって、ホイール内外へ向かう気流を生じさせるために、ホイール内外を連通する通風孔を新たに形成する必要がなくなり、通風孔を新たに形成するためのコストを抑えることができる。

さらに、前記冷却フィンは、前記車軸の回転軸線に沿う方向への気流を生じさせてもよい。

このように回転軸線に沿う方向への気流を生じさせることで、気流をブレーキ装置へ直射することができ、ブレーキ装置の冷却効果を向上することができる。また、このような気流によってブレーキ装置からの発熱を回収した後の気流を、速やかにホイールから離間する方向に流通させて、効率的な排熱が可能となる。

また、前前記車軸と前記ホイールとを固定する該ホイールのハブにおける前記車軸と離間する側の端部に設けられ、前記車軸とともに回転する板状部材を備え、前記冷却フィンは、前記板状部材に形成されていてもよい。

このような板状部材をホイールに設けられたハブに取り付けることで、ブレーキ装置を通過する気流を生じさせる冷却フィンを容易に設置することができる。

さらに、前記冷却フィンは、前記板状部材上で前記車軸の回転軸線を中心とした円周上に複数形成され、各々の前記冷却フィンは、前記板状部材上から前記回転軸線の方向に、前記車軸から離間する側に向かうに従って該回転軸線の周方向の一方側に向かって傾斜して延び、かつ、前記冷却フィンの傾斜する側で該冷却フィンが設けられた領域に対応する前記板状部材上の領域には、該板状部材を貫通する貫通孔が形成されていてもよい。

このように、冷却フィンが回転軸線の周方向の一方側に向かって傾斜して延びていることで、ホイールの回転方向が周方向の一方側に一致している場合、即ち冷却フィンが延びる方向にホイールが回転する場合には、ホイールの外側から内側へ向かう気流が生じる。一方で、ホイールの回転方向が周方向の他方側に一致している場合、即ち冷却フィンが延びる方向とは逆方向にホイールが回転する場合にはホイールの内側から外側へ向かう気流が生じる。従って、ホイールの回転方向が正逆いずれの場合であっても、ブレーキ装置を通過する気流を生じさせることが可能となる。

また、本発明の一の態様によれば、冷却装置は、前記ホイールに設けられて該ホイールと一体に回転し、前記冷却フィンからの前記気流を前記通風孔に導く導風部材をさらに備えていてもよい。

このような導風部材によって、ホイールの外側から内側へ向かう気流が冷却フィンによって生じさせられた際には、ホイールの気流がブレーキ装置へ導かれる前にホイールの外部へ向かう流れとならないように気流を案内することができる。また、ホイールの内側から外側へ向かう気流が冷却フィンによって生じさせられた際には、気流によってブレーキ装置の冷却を行うとともに気流をホイールの内側から外側へと、ホイールを通過させることができるため、走行輪全体の冷却が可能となる。従って、冷却フィンによる気流によってブレーキ装置、及び走行輪の効率的な冷却が可能となる。

さらに、前記導風部材は、前記通風孔を前記車軸の回転軸線の径方向外側から覆う該回転軸線を中心とした筒状をなしていてもよい。

このような筒状をなす導風部材によって、ホイールに導風部材を容易に設置して気流を通風口に案内することができ、冷却フィンによって生じた気流によって効率的にブレーキ装置の冷却が可能となる。

また、前記導風部材は、前記車軸の回転軸線を中心とした筒状をなす本体部と、前記本体部の外周面上から前記車軸の回転軸線の径方向外側に向かうに従って該回転軸線の周方向の一方側に向かって傾斜して延びる導風部材フィンと、を有し、前記導風部材フィンの傾斜する側で該導風部材フィンが設けられた領域に対応する前記本体部の外周面上の領域には、該本体部を貫通する貫通孔が形成されていてもよい。

このように導風部材フィンが回転軸線の周方向の一方側に向かって傾斜して延びていることで、ホイールの回転方向が周方向の一方側に一致している場合、即ち導風部材フィンが延びる方向にホイールが回転する場合には、ホイールの外側から内側へ回転軸線の径方向へ向かう気流が生じる。一方で、ホイールの回転方向が周方向の他方側に一致している場合、即ち冷却フィンが延びる方向とは逆方向にホイールが回転する場合にはホイールの内側から外側へ回転軸線の径方向へ向かう気流が生じる。従って、ホイールの回転方向が正逆いずれの場合であっても、単に冷却フィンによる気流を本体部によって案内するだけでなく導風部材フィンによって径方向に沿う気流を生じさせ、より多くの気流をブレーキ装置に通過させることができる。よって、さらに効率的なブレーキ装置の冷却が可能となる。

さらに、前記導風部材は、前記通風孔の開口部を外周側から囲む管状をなしていてもよい。

このように導風部材を通風孔の開口部を外周側から囲む管状の部材とすることで、導風部材を流通する気流の流路断面積を小さくすることができる。従って、導風部材を流通する気流の流速が大きくなり、ブレーキ装置を通過する気流による放熱効果を向上することができる。

また、前記導風部材には、前記回転軸線方向の端部となる前記ホイールとの間にゴム部材が設けられていてもよい。

このようなゴム部材によって、ホイールとは別体で導風部材を設けた場合に、ホイールと導風部材との密着性を高め、ホイールからの導風部材の脱落を規制することができる。また、導風部材とホイールとの間の隙間を埋め、導風部材とホイールとの間の気流の漏れを抑制することができ、より多くの気流を、ブレーキ装置へ送ることができる。

また、本発明の他の態様によれば、走行台車は、回転軸線を中心として回転する車軸と、ホイールを有して前記車軸と一体に回転する左右一対の走行輪と、前記一対の走行輪を支持するとともに軌道に沿って延在する案内レールに案内される案内装置と、前記ホイールに設けられた上記の冷却装置と、を備える。

このような走行台車によれば、冷却装置を備えることで、走行輪のホイールがいずれの方向へ回転したとしても、冷却フィンによってホイールの内側のブレーキ装置を通過する気流を生じさせることが可能となる。従って、走行台車の走行方向が前後に転換されて走行する場合であってもブレーキ装置の冷却が可能となる。

さらに、本発明の他の態様の走行台車の前記一対の走行輪における前記ホイール各々に設けられた前記冷却装置では、これら冷却装置で共に前記ホイールから前記車軸に向かう気流を生じさせるか、又は、共に前記車軸から前記ホイールに向かう気流を生じさせるように前記冷却フィンが設けられていてもよい。

このように、左右一対の走行輪のホイールで冷却フィンによって生じさせられた気流は、互いに近接するように、又は、互いに離間するように流通することになる。この結果、左右一対に生じた気流の力は互いに打消し合い、走行台車の走行への気流の影響を低減することができる。

また、本発明の他の態様の走行台車の前記一対の走行輪における前記ホイール各々に設けられた前記冷却装置では、これら冷却装置で共に前記車軸の回転軸線の方向の一方側に向かう気流を生じさせるように前記冷却フィンが設けられていてもよい。

このように、左右一対の走行輪のホイールで冷却フィンによって生じさせられた気流は、同じ方向に向かって流通することになる。従って、左右一対に生じた気流が互いに干渉し合うことを抑制でき、ブレーキ装置をスムーズに通過する気流の流れを生じさせることができる。

さらに、本発明の他の態様によれば、車両は、内部に空間が形成された車体と、前記車体の下部に設けられた上記の走行台車と、を備える。

このような車両によれば、冷却装置を備える走行台車が設けられていることで、走行輪のホイールがいずれの方向へ回転したとしても、冷却フィンによってホイールの内側のブレーキ装置を通過する気流を生じさせることが可能となる。従って、車両の走行方向が前後に転換されて走行する場合であってもブレーキ装置の冷却が可能となる。

上記の冷却装置、走行台車、および車両によると、冷却装置の冷却フィンによって、走行方向に関わらずホイールに収容されたブレーキ装置の冷却を行って、ブレーキ性能を維持可能となる。

本発明の第一実施形態に係る車両が軌道の直線部分を走行する様子を示す平面図である。 本発明の第一実施形態に係る車両の走行台車を示す正面図であって、図１のＡ矢視図である。 本発明の第一実施形態に係る車両の走行台車を示す断面図であって、図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る車両におけるホイールを示す図であって、（ａ）は回転軸線方向の幅方向外側から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る車両における冷却装置を示す図であって、（ａ）は回転軸線方向の幅方向外側から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る車両の走行台車を示す正面図であって、図１のＡ矢視図に相当する図である。 本発明の第二実施形態に係る車両における導風部材を示す図であって、（ａ）は回転軸線方向の径方向外側から見た図であって、（ｂ）は、（ａ）のＥ−Ｅ断面を示す図である。また（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）は、（ａ）のＦ−Ｆ断面を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る車両の走行台車を示す正面図であって、図１のＡ矢視図に相当する図である。

〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係る車両１について、図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図３に示すように、車両１は、軌道５に設けられた案内レール６によって案内されながら軌道５上を走行する軌道系交通システムの車両である。本実施形態において、車両１は、軌道５の幅方向両側に、軌道５の延在方向に沿って延びる案内レール６が設けられた側方案内軌条式（サイドガイド方式）の交通システムの車両となっている。

＜車両＞
車両１は、軌道５上を走行する走行台車２と、走行台車２に支持された車体３（図１参照）とを備えている。
なお、以下の説明における前後上下左右等の向きは、特に記載が無ければ車両１の向きと同一とする。また、以下では、車両１の前後方向に沿う矢印ＤＩ方向を前方、矢印ＤＩ方向と逆方向を後方とする。さらに、左右方向となる幅方向のうち、走行台車２の中央部に配置された後述するサブフレーム１１に向かう方向を幅方向内側といい、サブフレーム１１から離間する方向を幅方向外側という。

図１に示すように、車体３は、前後方向に長い直方体形状を呈し、その内部に乗客を収容可能な空間が形成されている。そして、車体３下部の前後に、上述した走行台車２が一対で設けられている（不図示）。なお、前側の走行台車２と後側の走行台車２とは、前後の向きが逆になっていること以外は同一構成であるため、以下では代表して一方（前側）の走行台車２について説明する。

＜走行台車＞
図１から図５に示すように、走行台車２は、幅方向の中央部に配設されたサブフレーム１１と、サブフレーム１１に回転可能に支持された左右一対の車軸１２（図２参照）と、各車軸１２に連結された走行輪１３とを備えている。
また、この走行台車２は、案内レール６に案内される案内装置１４と、案内装置１４の変位に応じて走行輪１３を操舵する操舵機構１５（図１参照）と、車体３の台枠３ａと走行輪１３との間に配置された懸架装置１６とを備えている。
さらに、走行台車２は、走行輪１３に設けられたブレーキ装置１７と、ブレーキ装置１７を冷却する冷却装置１８とを備えている。

サブフレーム１１の内部には、図示しないモータ等の駆動源からの回転動力を車軸１２に伝達するための、ディファレンシャルギヤ等の図示しない減速機構が収容されている。

図２に示すように、各車軸１２は、幅方向に沿って延在しており、その幅方向内側の端部が首振り可能なジョイント２３を介してサブフレーム１１内の減速機構に連結されている。即ち、減速機構を介して駆動源から伝達された回転動力が、車軸１２に分配されて各車軸１２が回転軸線Ｏを中心として回転する。

各車軸１２における幅方向外側の端部は、首振り可能なジョイント２４を介して走行輪１３を取り付ける走行輪取付軸２７に連結されており、走行輪取付軸２７は回転軸線Ｏを中心として車軸１２とともに回転する。各走行輪取付軸２７は、上下方向に沿って延在するキングピン２６（図１参照）回りに揺動可能に構成されている。
即ち、キングピン２６は、走行輪１３の操舵軸としての機能を有している。

（懸架装置）
図２に示すように、懸架装置１６は、上述した各走行輪１３をサブフレーム１１に対して独立して上下方向に変位可能に支持する第一懸架機構５１と、台枠３ａに対してサブフレーム１１を上下方向に変位可能に支持する第二懸架機構５２（図３参照）と、上述した台枠３ａと第一懸架機構５１との間に配置された左右一対の空気ばね５３とを備えている。

第一懸架機構５１は、いわゆるダブルウィッシュボーン方式の独立懸架機構であって、幅方向に沿って延びるアッパアーム６１及びロアアーム６２を左右一対で備えている。
アッパアーム６１は、上方から見た平面視でＨ字状とされ、幅方向の両端部が中央部に対してそれぞれ二股に分岐している。アッパアーム６１のうち、幅方向内側の端部はサブフレーム１１にピン結合され、外側端部は上述したキングピン２６にピン結合されている。

ロアアーム６２は、上方から見た平面視でＨ字状とされ、幅方向の両端部が中央部に対してそれぞれ二股に分岐している。ロアアーム６２のうち、幅方向内側の端部はサブフレーム１１においてアッパアーム６１よりも下方でピン結合され、外側端部は上述したキングピン２６においてアッパアーム６１よりも下方でピン結合されている。
第一懸架機構５１は、軌道５の凹凸によって走行輪１３が上下方向に変位した際、走行輪１３及びサブフレーム１１に対して上下方向に揺動可能とされている。

図３に示すように、第二懸架機構５２は、いわゆる平行リンク機構であって、互いに平行に延びる上リンク７１及び下リンク７２を左右一対で備えている。
各上リンク７１及び下リンク７２は、後方に向かうに従い上方に向けて傾斜して延在しており、その後端部が台枠３ａから下方に延設された懸架枠７３にそれぞれピン結合されている。一方、上リンク７１及び下リンク７２の前端部は、サブフレーム１１の後端部にピン結合されている。

第二懸架機構５２は、懸架枠７３とサブフレーム１１との上下方向に沿う相対移動に応じて、懸架枠７３及びサブフレーム１１に対して上下方向に揺動可能とされている。なお、第二懸架機構５２は、走行輪１３の駆動力や制動力を車体３に伝えるための牽引ロッドとしての機能も有している。

空気ばね５３は、その上端部が台枠３ａに取り付けられ、その下端部が各アッパアーム６１の上面に各別に取り付けられている。空気ばね５３は、車体３に対する走行輪１３の相対的な上下振動を緩和する。

（案内装置）
案内装置１４は、案内枠３１と、案内枠３１をサブフレーム１１に連結するための案内枠支持機構３２と、案内枠３１に回転可能に支持された案内輪３３と、を備えている。

案内枠３１は、上下方向から見た平面視で井桁状に組み込まれたものであって、サブフレーム１１の下方に配置されている。具体的に、案内枠３１は、前後方向に沿って延びる左右一対の縦梁３４と、これら縦梁３４の前後方向に沿う両端部に連結されるとともに、幅方向に沿って延びる一対の横梁３５とを備えている。

縦梁３４は、前後方向の両端部が走行輪１３よりも幅方向外側に位置しており、ここに横梁３５がそれぞれ連結されている。
各横梁３５は、幅方向の両端部が各走行輪１３よりも幅方向外側に位置しており、走行輪１３を前後方向の両側から挟むように配置されている。各横梁３５において、幅方向の両端部には、案内輪３３が一つずつ取り付けられている。

案内輪３３は、上下方向に沿って延びる回転軸Ｏ１回りに回転可能に支持されており、案内レール６に接することで転動するようになっている。
なお、案内枠３１には案内輪３３の下方で分岐案内輪３６が設けられており、軌道５における分岐部で、軌道５に設けられた不図示の分岐案内レールに接して転動し、車両１を分岐方向へと案内する。

図２及び図３に示すように、案内枠支持機構３２はサブフレーム１１の下方に配置され、その幅方向外側の端部が第一懸架機構５１（各アーム６１、６２）の幅方向外側の端部よりも幅方向内側に位置している。また、案内枠支持機構３２は旋回軸受４３を有し、この旋回軸受４３によって、サブフレーム１１に対して案内枠３１を上下方向に沿って延びる旋回軸Ｏ２周りに旋回可能に支持している。
具体的には、旋回軸受４３は、外側輪及び内側輪から構成され、外側輪及び内側輪のいずれか一方が案内枠支持機構３２に固定され、他方が案内枠３１に固定されている。なお、図示の例において、旋回軸Ｏ２は、案内枠３１の前後及び左右の中央部に位置している。

（操舵機構）
図１に示すように、操舵機構１５は、旋回軸Ｏ２周りの案内枠３１の旋回に連動して、走行輪１３の操舵角を変えるものであって、各キングピン２６を基準にして走行輪１３（走行輪取付軸２７）と一体的に揺動するステアリングアーム４１と、各ステアリングアーム４１と案内枠３１とを各別に連結するステアリングロッド４２と、を有している。

ステアリングロッド４２は、幅方向に沿って延在するとともに、その幅方向外側の端部はステアリングアーム４１の前端部にピン結合され、幅方向内側の端部は案内枠３１にピン結合されている。

（走行輪）
走行輪１３は、各走行輪取付軸２７を介して車軸１２に一つずつ取り付けられたシングルタイヤとなっている。そしてこの走行輪１３は、走行輪取付軸２７に取り付けられた有底筒状をなすホイール２９と、ホイール２９を覆うゴムタイヤ３０とを有している。

ゴムタイヤ３０は、例えば内部に中子が収納された中子式のもの用いてもよく、また一般のトラックやバス等に用いられる中子なしのものを用いても構わない。

図４に示すように、ホイール２９は、最も幅方向外側に位置する円板状をなすセンターディスク８０と、この端面の径方向外側の端縁から幅方向内側に延びるように形成された筒状をなすリム８１と、走行輪取付軸２７を介して車軸１２とホイール２９とを固定するハブ２８とを有している。

センターディスク８０の中心部には、センターディスク８０の中心部は回転軸線Ｏに一致しており、中心部には回転軸線Ｏを中心とした挿入孔８２が形成されている。さらに、このセンターディスク８０には、挿入孔８２よりも径方向外側の位置に、回転軸線Ｏを中心とした円周上にボルト取付孔８４が複数形成されている。

さらにセンターディスク８０には、ボルト取付孔８４よりも回転軸線Ｏの径方向外側の位置に、ホイール２９の内外を連通する通風孔として、回転軸線Ｏを中心とした円周上に飾り孔８３が複数形成されている。

飾り孔８３は、ホイール２９の軽量化やホイール２９における幅方向内外の間の通風性を向上させる目的で設けられている。本実施形態では、この飾り孔８３は回転軸線Ｏの径方向外側の端部位置に形成されている。また各々の飾り孔８３はホイール２９における幅方向外側から内側に向かうに従って、回転軸線Ｏの径方向外側から内側に向かって傾斜して形成されている。
また本実施形態では、センターディスク８０は、径方向外側の端縁部分で面取りがされたような形状となっており、これにより、飾り孔８３の幅方向外側の開口部は回転軸線Ｏに対して傾斜して、径方向外側に向いて開口している。

ハブ２８は走行輪取付軸２７の幅方向外側の端部に取り付けられており、かつセンターディスク８０の挿入孔８２に挿入され、センターディスク８０のボルト取付孔８４にボルト８５（図１参照）が挿通されることでセンターディスク８０に固定される。
ここで、挿入孔８２にハブ２８が挿入された状態では、ハブ２８の先端がセンターディスク８０から幅方向外側に突出した状態となる。

（ブレーキ装置）
図１及び図２に示すように、ブレーキ装置１７は、ホイール２９におけるリム８１の内側、即ちセンターディスク８０よりも幅方向内側に配されており、ホイール２９のハブ２８に固定されたブレーキディスク９０と、ブレーキディスク９０を回転軸線Ｏの両側から挟持可能なブレーキパッド（不図示）を備えるブレーキキャリパ９１とを有している。

即ち、本実施形態のブレーキ装置１７は、ディスクブレーキとなっており、ブレーキキャリパ９１における上記ブレーキパッドが、ブレーキディスク９０を油圧や空圧によって挟持することで走行輪１３に制動力を付与可能となっている。

（冷却装置）
冷却装置１８は、ホイール２９のセンターディスク８０から幅方向外側に突出したハブ２８の外側端部に設けられた板状部材９５と、板状部材９５に形成されて、飾り孔８３を通じてブレーキ装置１７を通過する気流ＡＲを生じさせる冷却フィン９６とを備えている。

図１、図２、図５に示すように、板状部材９５は円板状に形成されており、中心が回転軸線Ｏに一致した状態でハブ２８に固定されている。即ち、この板状部材９５には回転軸線Ｏを中心とした円周上にボルト取付孔９８が形成されている。このボルト取付孔９８にボルト９９（図２参照）が挿通されることで、板状部材９５がハブ２８に固定されている。

そして、本実施形態では、ボルト取付孔９８が形成された位置よりも回転軸線Ｏの径方向外側の領域は、板状部材９５がハブ２８に取り付けられた際に、ホイール２９のセンターディスク８０とハブ２８とを固定した際のボルト８５のボルト頭に板状部材９５が干渉しないように、環状に外側に突出した環状突出部９５ａが形成されている。

冷却フィン９６は、板状部材９５の環状突出部９５ａ上で、回転軸線Ｏを中心とした円周上に互いに周方向に等間隔で離間して複数形成されている。

各々の冷却フィン９６は、環状突出部９５ａ上から幅方向外側に向かって形成されている。より具体的には、回転軸線Ｏの方向に車軸１２から離間する側に向かうに従って回転軸線Ｏの周方向の一方側（図５の紙面に向かって反時計回りの方向側、白抜き矢印の方向）に向かって傾斜して延びている。

さらに、この冷却フィン９６の傾斜する側で冷却フィン９６が設けられた領域に対応する環状突出部９５ａ上の領域には、環状突出部９５ａを回転軸線Ｏの方向に貫通する貫通孔９７が形成されている。

冷却フィン９６及び貫通孔９７は、ホイール２９のセンターディスク８０に飾り孔８３が形成された径方向の位置に対応する位置に形成されている。これによって、ホイール２９とともに板状部材９５が正逆両方向へ回転した際には、飾り孔８３を通じて外気を吸い込むか、又は吐き出すかのいずれかによって、回転軸線Ｏに沿う方向への気流ＡＲを生じさせるようになっている。

ここで、本実施形態では、これら冷却フィン９６、及び、各冷却フィン９６に対応する貫通孔９７は一体で形成されている。即ち、環状突出部９５ａに回転軸線Ｏ方向から見て回転軸線Ｏの周方向の一方側に頂点Ｐが位置する三角形のうちの頂点Ｐを挟む二つの辺Ｌ１、Ｌ２分の切り込みを形成し、その後、頂点Ｐ及び二つの辺Ｌ１、Ｌ２を環状突出部９５ａの表面から持ち上げるようにして、貫通孔９７と三角形状をなす冷却フィン９６とが形成されている。

なお、冷却フィン９６と貫通孔９７は別々に形成してもよいし、これらの形状も本実施形態の場合に限定されない。

このような車両１によると、車両１の走行にともなって走行輪１３のホイール２９がいずれの方向へ回転したとしても、冷却装置１８の冷却フィン９６によってホイール２９のリム８１の内側のブレーキ装置１７を通過する気流ＡＲを生じさせることが可能となる。

より具体的には、冷却フィン９６は板状部材９５上で回転軸線Ｏの周方向の一方側に向かって傾斜して延びている。このため、ホイール２９の回転方向が周方向の一方側に一致している場合、即ち図５の白抜き矢印の方向が回転方向となっている場合には、貫通孔９７に向かう白抜き矢印の方向に気流ＡＲが生じる。これによって、ホイール２９には、ホイール２９の外側から内側へ向かう気流ＡＲが生じる。

一方で、ホイール２９の回転方向が周方向の他方側に一致している場合、即ち図５の太矢印の方向が回転方向となっている場合には、貫通孔９７から板状部材９５の外部へ向かう太矢印の方向に気流ＡＲが生じる。これによって、ホイール２９には、ホイール２９の内側から外側へ向かう気流ＡＲが生じる。

従って、ホイール２９の回転方向が正逆いずれの場合であっても、ブレーキ装置１７を通過する気流ＡＲを生じさせることが可能となる。従って、このようなホイール２９を有する走行輪１３が設けられて走行する本実施形態の車両１では、走行方向が転換されて走行する場合であってもブレーキ装置１７の冷却が可能となる。

そして、このようにブレーキ装置１７の冷却を行うことでブレーキ装置１７からの熱がホイール２９を通じてゴムタイヤ３０へ伝達される伝熱量を低減でき、ゴムタイヤ３０の寿命を縮めてしまうことを抑制できる。

さらに、ブレーキディスク９０の冷却によって、熱応力発生によるブレーキディスク９０での亀裂発生を抑制できるため、ブレーキ装置１７の耐久性向上が可能となる。また、油圧ブレーキを用いた場合にはブレーキオイルの過熱を抑制することができるため、ベーパーロックの発生を抑えることが可能となる。

また、ブレーキキャリパ９１の冷却によって、ブレーキキャリパ９１に設けられたブレーキパッドの寿命を延すことができる。

また、ブレーキ装置１７の熱がハブ２８に伝達される伝熱量を低減することができ、走行輪１３を支持するベアリング等（不図示）の焼き付きを抑制でき、走行輪１３の回転性能を維持することができる。

また、車両１には走行輪１３へ制動力を付与する装置として回生ブレーキが設けられているが、回生失効が生じた後でもブレーキ装置１７を用いることでブレーキ性能を損なうことなく走行可能であるため、引き続き高速走行が可能となる。よって定常運行に支障を来すことがなく、信頼性向上につながる。

また、冷却フィン９６は、車軸１２の回転軸線Ｏに沿う方向への気流ＡＲを生じさせるように設けられているため、気流ＡＲをブレーキ装置１７へ直射することができ、ブレーキ装置１７の冷却効果を向上することができる。また、このような気流ＡＲによって、ブレーキ装置１７からの発熱を回収した後の気流ＡＲを速やかにホイール２９から離間する方向に流通させ、効率的な排熱が可能となる。

また、冷却フィン９６が形成された板状部材９５をハブ２８に取り付けることで、冷却フィン９６をホイール２９に容易に設けることができる。

さらに、ホイール２９に軽量化やホイール２９内外の通風を目的として予め形成された飾り孔８３を通じて冷却フィン９６によって気流ＡＲを生じさせることができる。よって、ホイール２９の内外へ向かう気流ＡＲを生じさせるためにホイール２９内外を連通する通風孔を新たに形成する必要がなくなり、通風孔を新たに形成するためのコストを抑えることができる。

本実施形態の車両１によると、冷却装置１８の冷却フィン９６によって、車両１の走行方向に関わらず、ホイール２９に収容されたブレーキ装置１７の冷却を行ってブレーキ性能を維持可能となる。

なお、板状部材９５は、円板状でなくともよい。また、板状部材９５における環状突出部９５ａはボルト８５との位置関係によっては、必ずしも形成されていなくともよい。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係る車両１Ａについて説明する。
なお、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態の車両では、走行台車２Ａが第一実施形態とは異なっている。

図６に示すように、走行台車２Ａは、各々の車軸１２の端部に二つずつ、走行輪取付軸２７を介して連結された走行輪１３Ａを備えている。即ち、本実施形態ではダブルタイヤの走行台車２Ａとなっている。

ここで、各々の車軸１２に連結された走行輪１３Ａのうち、幅方向内側に位置する走行輪１３Ａを内輪１３Ａａとし、幅方向外側に位置する走行輪を外輪１３Ａｂとする。

内輪１３Ａａは、第一実施形態の走行輪１３と同様の構成となっている。

外輪１３Ａｂは、内輪１３Ａａと同じものであるが、１３Ａａ内輪を幅方向内外を逆転して配置することで、外輪１３Ａｂのセンターディスク８０を内輪１３Ａａのセンターディスク８０に突き合わせた状態で内輪１３Ａａに固定されている。これにより、内輪１３Ａａにおける飾り孔８３と外輪１３Ａｂにおける飾り孔８３とが、回転軸線Ｏの方向、即ち幅方向に対向して配置されている。

さらに、走行台車２Ａは、冷却フィン９６と飾り孔８３との間に配置されて、冷却フィン９６からの気流ＡＲを飾り孔８３に導く導風部材１００を備えている。

図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、導風部材１００は、回転軸線Ｏを中心とした筒状をなす本体部１０５と、本体部１０５の外周面上に形成された導風部材フィン１０６とを有している。

本体部１０５は、内輪１３Ａａのセンターディスク８０と外輪１３Ａｂのセンターディスク８０とにおける径方向外側の面取りがされた部分で、センターディスク８０同士の間に挟み込まれるようにホイール２９に設けられた回転軸線Ｏを中心とした筒状をなす部材である。

そして、この本体部１０５は、内周面が飾り孔８３が形成された径方向の位置よりも径方向外側に位置するような内径寸法となっており、飾り孔８３を回転軸線Ｏの径方向外側から覆っている。

さらに、本体部１０５には、回転軸線Ｏ方向の両端部となる位置でゴム部材１０７が設けられている。内輪１３Ａａと外輪１３Ａｂとの間に本体部１０５を挟み込んだ際に、このゴム部材１０７によって、本体部１０５のホイール２９からの脱落が規制される。
また、このゴム部材１０７によりホイール２９と本体部１０５の合せ部の隙間を埋め、気流ＡＲの漏れを抑制し、効率的な流れとしている。

ここでゴム部材１０７は、ホイール２９の形状の違い（メーカーにより形状は違ってくる）に対応して様々な形状のものを選択可能である。例えば、図７（ｃ）に示す断面形状が円形状のもの、図７（ｄ）に示す断面形状が片側リップ形状のもの、また、図７（ｅ）に示す断面形状が両側リップ形状のもの等が挙げられる。

導風部材フィン１０６は、本体部１０５の外周面上に、互いに回転軸線Ｏの周方向に等間隔で離間して複数形成されている。より具体的には、導風部材フィン１０６は、回転軸線Ｏの径方向外側に向かうに従って回転軸線Ｏの周方向の一方側（図７（ｂ）の紙面に向かって反時計回り、白抜き矢印）に向かって傾斜して延びている。

ここで、導風部材フィン１０６の傾斜する側で導風部材フィンが設けられた領域に対応する本体部１０５の外周面上の領域には、本体部１０５を貫通する貫通孔１０８が形成されている。

ここで、本実施形態では、これら導風部材フィン１０６、及び、各導風部材フィン１０６に対応する貫通孔１０８は一体で形成されている。即ち、本体部１０５に回転軸線Ｏの径方向外側から見て回転軸線Ｏの周方向の一方側に延びる四角形のうちの周方向に延びる二つの辺Ｌ１１、Ｌ１２と、これら二つの辺Ｌ１１、Ｌ１２を周方向一方側で接続する一つの辺Ｌ１３の切り込みを形成し、その後、これら三つの辺を径方向外側に持ち上げるようにして、貫通孔１０８と四角形状をなす導風部材フィン１０６とが形成されている。

なお、導風部材フィン１０６と貫通孔１０８は別々に形成してもよいし、これらの形状も本実施形態の場合に限定されない。

本実施形態の車両１Ａによると、外輪１３Ａｂの幅方向外側から内輪１３Ａａの幅方向内側へ向かう気流ＡＲが冷却フィン９６によって生じさせられた際には、この気流ＡＲがブレーキ装置１７へ導かれる前にホイール２９の外部へ向かう流れとならないように、導風部材１００が気流ＡＲを案内することができる。

また内輪１３Ａａの幅方向内側から外輪１３Ａｂの幅方向外側へ向かう気流ＡＲが冷却フィン９６によって生じさせられた際には、ブレーキ装置１７を通過する気流ＡＲを導風部材１００が案内することで、気流ＡＲによってブレーキ装置１７の冷却を行うとともに気流ＡＲを内輪１３Ａａのホイール２９から外輪１３Ａｂのホイール２９へと通過させることができる。このため、走行輪１３Ａ全体の冷却が可能となり、冷却フィン９６による気流ＡＲによってブレーキ装置１７、及び走行輪１３Ａの効率的な冷却が可能となる。

さらに、筒状をなす導風部材１００によって、ホイール２９へ導風部材１００を容易に設置することができる。

また、導風部材フィン１０６によって、ホイール２９とともに導風部材１００が正逆両方向へ回転した際には、貫通孔１０８から外気を吸い込むか、又は吐き出すかのいずれかによって、回転軸線Ｏの径方向に沿う気流ＡＲを生じさせることができる。

より具体的には、導風部材フィン１０６が本体部１０５上で、回転軸線Ｏの周方向の一方側に向かって傾斜して延びている。このため、ホイール２９の回転方向が周方向の一方側に一致している場合、即ち、図７（ｂ）の白抜き矢印の方向が回転方向となっている場合には、貫通孔１０８に向かう白抜き矢印の方向に気流ＡＲが生じる。これによって、ホイール２９には、ホイール２９の外側から内部側へ向かう気流ＡＲが生じる。

一方で、ホイール２９の回転方向が周方向の他方側に一致している場合、即ち、図７（ｂ）の太矢印の方向が回転方向となっている場合には、貫通孔１０８から本体部１０５の外部へ向かう太矢印の方向に気流ＡＲが生じる。これによって、ホイール２９には、ホイール２９の内側から外側へ向かう気流ＡＲが生じる。

従って、ホイール２９の回転方向が正逆いずれの場合であっても、単に冷却フィン９６による気流ＡＲを本体部１０５によって案内するだけでなく導風部材フィン１０６によって径方向に沿う気流ＡＲを生じさせることで、より多くの気流ＡＲをブレーキ装置１７に通過させることができる。よって、さらに効率的なブレーキ装置１７の冷却が可能となる。

なお、導風部材１００には、必ずしも導風部材フィン１０６及び貫通孔１０８を設けなくともよい。

〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態に係る車両１Ｂについて説明する。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態の車両１Ｂは、第二実施形態を基本構成として、走行台車２Ｂの導風部材１１０が第二実施形態とは異なっている。

図８に示すように、導風部材１１０は、各々の飾り孔８３の開口部を外周側から囲む管状をなしている。そして、この導風部材１１０は回転軸線Ｏの方向に対向する内輪１３Ａａにおける飾り孔８３と外輪１３Ａｂにおける飾り孔８３との間に挟まれるようにして設けられている。

また、導風部材１１０には、回転軸線Ｏの両端部となる位置でゴム部材１０７同様の部材（不図示）が設けられ、内輪１３Ａａと外輪１３Ａｂとの間に導風部材１１０を挟み込んだ際に、このゴム部材によってホイール２９からの脱落が規制される。

本実施形態の車両１Ｂによると、導風部材１１０を各々の飾り孔８３の開口部を外周側から囲む管状の部材とすることで、冷却フィン９６によって生じさせられた気流ＡＲが導風部材１１０を流通する際の流路の断面積を小さくすることができる。従って、導風部材１１０を流通する気流ＡＲの流速が大きくなり、ブレーキ装置１７を通過する気流ＡＲによるブレーキ装置１７からの放熱効果を向上することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば、冷却装置１８の冷却フィン９６が延びる方向は、サブフレーム１１を挟んで左右の走行輪１３で周方向に同じ方向となるように形成してもよい。即ち、例えば全ての走行輪１３（１３Ａ）における冷却フィン９６を、車両１（１Ａ、１Ｂ）の走行時の走行輪１３（１３Ａ）の転動方向、又は、転動方向とは逆の方向に延びるように形成する。

この場合、左右一対の走行輪１３（１３Ａ）におけるホイール２９各々に設けられた冷却フィン９６からは、ホイール２９から車軸１２へ向かう方向となる幅方向内側へ向かう気流ＡＲを生じさせるか、又は、車軸１２からホイール２９に向かう方向となる幅方向外側に向かう気流ＡＲを生じさせることになる。

従って、このように冷却装置１８を左右一対のホイール２９に設けることで、左右一対の走行輪１３（１３Ａ）のホイール２９で冷却フィン９６によって生じさせられた気流ＡＲは、互いに近接するように、又は、互いに離間するように流通することになる。この結果、左右一対に生じた気流ＡＲの力は互いに打消し合い、走行台車２（２Ａ、２Ｂ）の走行への気流ＡＲの影響を低減することができる。

また、冷却装置１８の冷却フィン９６が延びる方向は、サブフレーム１１を挟んで左右の走行輪１３で周方向に異なる方向となるように形成してもよい。即ち、例えば左側の走行輪１３（１３Ａ）では車両１（１Ａ、１Ｂ）の走行時の走行輪１３（１３Ａ）の転動方向に冷却フィン９６が延び、右側の走行輪１３（１３Ａ）では車両１（１Ａ、１Ｂ）の走行時の走行輪１３（１３Ａ）の転動方向とは逆の方向に冷却フィン９６が延びている。

この場合、左右一対の走行輪１３（１３Ａ）におけるホイール２９各々に設けられた冷却フィン９６によっては、車軸１２の回転軸線Ｏの一方側（例えば、左側から右側）に向かう気流ＡＲを生じさせることになる。よって、気流ＡＲは、全てのホイール２９で回転軸線Ｏに沿って同じ方向に向かって流通することになる。

従って、左右一対の走行輪１３（１３Ａ）に生じた気流ＡＲが互いに干渉し合うことを抑制でき、ブレーキ装置１７をスムーズに通過する気流ＡＲの流れを生じさせることができる。

なお、上述した場合に限らず、冷却装置１８の冷却フィン９６が延びる方向は各々の走行輪１３（１３Ａ）で、適宜選択可能である。

また、上述の実施形態では、冷却装置１８はホイール２９と別体で形成したが、ホイール２９と一体で形成してもよい。

さらに、冷却フィン９６によって車軸１２の回転軸線Ｏに沿う方向への気流ＡＲを生じさせているが、少なくとも、飾り孔８３を通じてブレーキ装置１７を通過する気流ＡＲを生じさせればよく、必ずしも回転軸線Ｏに沿う方向に気流ＡＲを生じさせなくともよい。

また、冷却フィン９６による気流ＡＲを飾り孔８３を用いてホイール２９の内外を通過させていたが、飾り孔８３に代えて、ホイール２９の内外を連通する通風孔をホイール２９に別途形成してもよい。

さらに、第二実施形態、及び、第三実施形態では、ダブルタイヤの例について説明したが、これらの実施形態における導風部材１００（１１０）は、シングルタイヤ等であっても適用可能でありタイヤ数量は限定されない。シングルタイヤの場合、導風部材１００（１１０）を冷却フィン９６と飾り孔８３との間に設けることで、冷却フィン９６からの気流ＡＲをブレーキディスク９０に導くことが可能である。

また、ブレーキ装置１７はディスクブレーキである場合に限定されず、例えばドラムブレーキが設けられている場合にも、冷却装置１８を適用し、ブレーキ冷却が可能である。
また、板状部材９５、冷却フィン９６、導風部材１００（１１０）、導風部材フィン１０６の材料は、鋼材やアルミ材等の金属材料であってもよいし、繊維強化プラスチック等の樹脂や硬質ゴム等の非金属材料であってもよい。なお、金属材料が用いられる場合には、ホイール２９やハブ２８と接触する部分にゴム部材を緩衝材として用いるとよい。

さらに、車両１（１Ａ、１Ｂ）は、軌道５の幅方向中央の位置に軌道５の延在方向に沿う案内レールが設けられた中央案内軌条式（センターガイド方式）の交通システムの車両であってもよい。

また、上述した実施形態では、走行台車２（２Ａ、２Ｂ）は操舵台車であるとして説明したが、操舵されない通常のボギー台車であってもよく、上述の実施形態の場合に限定されない。

１…車両
２…走行台車
３…車体
３ａ…台枠
５…軌道
６…案内レール
１１…サブフレーム
１２…車軸
１３…走行輪
１４…案内装置
１５…操舵機構
１６…懸架装置
１７…ブレーキ装置
１８…冷却装置
２３…ジョイント
２４…ジョイント
２６…キングピン
２７…タイヤ取付軸
２８…ハブ
２９…ホイール
３０…ゴムタイヤ
３１…案内枠
３２…案内枠支持機構
３３…案内輪
３４…縦梁
３５…横梁
４１…ステアリングアーム
４２…ステアリングロッド
４３…旋回軸受
５１…第一懸架機構
５２…第二懸架機構
５３…空気ばね
６１…アッパアーム
６２…ロアアーム
７１…上リンク
７２…下リンク
７３…懸架枠
８０…センターディスク
８１…リム
８２…挿入孔
８３…飾り孔
８４…ボルト取付孔
８５…ボルト
９０…ブレーキディスク
９１…ブレーキキャリパ
９５板状部材
９５ａ…環状突出部
９６…冷却フィン
９７…貫通孔
９８…ボルト取付孔
９９…ボルト
ＡＲ…気流
Ｌ１、Ｌ２…辺
Ｏ１…回転軸
Ｏ２…旋回軸
Ｏ…回転軸線
Ｐ…頂点
１Ａ…車両
２Ａ…走行台車
１３Ａ…走行輪
１３Ａａ…内輪
１３Ａｂ…外輪
１００…導風部材
１０５…本体部
１０６…導風部材フィン
１０７…ゴム部材
１０８…貫通孔
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３…辺
１Ｂ…車両
２Ｂ…走行台車
１１０…導風部材

Claims (14)

1. 内側にブレーキ装置が配されて車軸と一体に回転する走行輪のホイールに設けられ、該ホイールの正逆両方向への回転によって前記ホイールの内外を連通する通風孔を通じて前記ブレーキ装置を通過する気流を生じさせる冷却フィンを備える冷却装置。
2. 前記冷却フィンは、前記通風孔として、前記ホイールに前記車軸の回転軸線を中心とした円周上に複数形成された飾り孔を通じて前記気流を生じさせる請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記冷却フィンは、前記車軸の回転軸線に沿う方向への気流を生じさせる請求項１又は２に記載の冷却装置。
4. 前記車軸と前記ホイールとを固定する該ホイールのハブにおける前記車軸と離間する側の端部に設けられ、前記車軸とともに回転する板状部材を備え、
   前記冷却フィンは、前記板状部材に形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の冷却装置。
5. 前記冷却フィンは、前記板状部材上で前記車軸の回転軸線を中心とした円周上に複数形成され、
   各々の前記冷却フィンは、前記板状部材上から前記回転軸線の方向に、前記車軸から離間する側に向かうに従って該回転軸線の周方向の一方側に向かって傾斜して延び、かつ、前記冷却フィンの傾斜する側で該冷却フィンが設けられた領域に対応する前記板状部材上の領域には、該板状部材を貫通する貫通孔が形成されている請求項４に記載の冷却装置。
6. 前記ホイールに設けられて該ホイールと一体に回転し、前記冷却フィンからの前記気流を前記通風孔に導く導風部材をさらに備える請求項１から５のいずれか一項に記載の冷却装置。
7. 前記導風部材は、前記通風孔を前記車軸の回転軸線の径方向外側から覆う該回転軸線を中心とした筒状をなしている請求項６に記載の冷却装置。
8. 前記導風部材は、前記車軸の回転軸線を中心とした筒状をなす本体部と、
   前記本体部の外周面上から前記車軸の回転軸線の径方向外側に向かうに従って該回転軸線の周方向の一方側に向かって傾斜して延びる導風部材フィンと、
   を有し、
   前記導風部材フィンの傾斜する側で該導風部材フィンが設けられた領域に対応する前記本体部の外周面上の領域には、該本体部を貫通する貫通孔が形成されている請求項７に記載の冷却装置。
9. 前記導風部材は、前記通風孔の開口部を外周側から囲む管状をなしている請求項６に記載の冷却装置。
10. 前記導風部材には、前記回転軸線方向の端部となる前記ホイールとの間にゴム部材が設けられている請求項６から９のいずれか一項に記載の冷却装置。
11. 回転軸線を中心として回転する車軸と、
    ホイールを有して前記車軸と一体に回転する左右一対の走行輪と、
    前記一対の走行輪を支持するとともに軌道に沿って延在する案内レールに案内される案内装置と、
    前記ホイールに設けられた請求項１から１０のいずれか一項に記載の冷却装置と、
    を備える走行台車。
12. 前記一対の走行輪における前記ホイール各々に設けられた前記冷却装置では、これら冷却装置で共に前記ホイールから前記車軸に向かう気流を生じさせるか、又は、共に前記車軸から前記ホイールに向かう気流を生じさせるように、前記冷却フィンが設けられている請求項１１に記載の走行台車。
13. 前記一対の走行輪における前記ホイール各々に設けられた前記冷却装置では、これら冷却装置で共に前記車軸の回転軸線の方向の一方側に向かう気流を生じさせるような前記冷却フィンが設けられている請求項１１に記載の走行台車。
14. 内部に空間が形成された車体と、
    前記車体の下部に設けられた請求項１１から１３のいずれか一項に記載の走行台車と、
    を備える車両。

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