JP3671186B1 - 道路走行・軌道走行可能な車両及びその輪重制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 道路走行・軌道走行可能な車両の駆動輪及び案内輪に分配される荷重（輪重）を適切に制御することにより、駆動輪の空転を阻止するとともに案内輪の脱輪を阻止して、軌道走行時における駆動性能及び走行安定性を格段に向上させる。
【解決手段】 軌道走行時に軌道Ｒに当接して駆動力を発生させるとともに車体荷重の一部を支持する駆動輪４と、軌道走行時に軌道Ｒに当接して軌道案内を行うとともに駆動輪４に隣接した状態で配置されて車体荷重の一部を支持する案内輪６ａと、を備える道路走行・軌道走行可能な車両１において、駆動輪４が空転している場合に案内輪６の輪重を低減させることにより駆動輪４の輪重を増加させて駆動性能を向上させる一方、駆動輪が空転していない場合に案内輪６の輪重を増加させて走行安定性を向上させる輪重制御装置を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、道路走行・軌道走行可能な車両及びその輪重制御方法に関する。

従来より、軌道の保守点検作業等を目的として、軌道上と道路上との双方を走行可能な車両である「軌陸車」が提案され、実用化されている。軌陸車は、通常、道路上を走行するトラック車両をベースとして構成されており、トラック車体の前後に道路走行用のゴムタイヤ及び軌道走行用の案内輪が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。

また、近年においては、鉄道と道路とのシームレス化を行って鉄道車両とバスの双方の利点を生かす交通システムを構築する目的で、道路走行と軌道走行との双方が可能で走行モード変換が自在な車両（以下、「デュアルモード車両」という）の開発が進められている。デュアルモード車両は、バス車両をベースとして構成したものであり、バスの車体の前後に道路走行用のゴムタイヤ及び軌道走行用の案内輪が設けられている。

これら軌陸車やデュアルモード車両の軌道走行時においては、前後の案内輪を軌道上に当接させて軌道案内を行わせるとともに、後方のゴムタイヤを軌道上に当接させて駆動力を発生させている。このため、車体前方荷重は前方の案内輪のみによって支持されるが、車体後方荷重は、隣接した状態で配置された後方の案内輪と後方のゴムタイヤとの双方に分配される。現在においては、経験的に、車両静止状態における車体後方荷重の約４０％を案内輪で支持し、残り約６０％をゴムタイヤで支持するように荷重分配割合を設定している。
特開平１１−２０９０８７号公報（第１頁、第２図）

しかし、車両静止状態において前記したような荷重分配割合（４０：６０）で案内輪とゴムタイヤに車体後方荷重を分配しても、車両走行時においては、加減速に起因する車体重心の移動や車体の振動が発生するため、これら案内輪及びゴムタイヤに分配される荷重（輪重）が常に変化する。従って、駆動輪であるゴムタイヤが空転したり案内輪が脱輪したりする可能性が高く、駆動性能や走行安定性に問題があった。

本発明の課題は、道路走行・軌道走行可能な車両の駆動輪及び案内輪に分配される荷重（輪重）を適切に制御することにより、駆動輪の空転を阻止するとともに案内輪の脱輪を阻止して、軌道走行時における駆動性能及び走行安定性を格段に向上させることである。

以上の課題を解決するために、第１の発明は、
車体の前方又は後方に車軸を介して設けられ、軌道走行時に軌道に当接して駆動力を発生させるとともに車体荷重の一部を支持する駆動輪と、前記車体の前後に車軸を介して設けられ、軌道走行時に軌道に当接して軌道案内を行うとともに前記駆動輪に隣接した状態で配置されて車体荷重の一部を支持する案内輪と、を備える道路走行・軌道走行可能な車両において、
隣接した状態で配置された前記駆動輪及び前記案内輪の輪重を制御する輪重制御装置を備え、
前記輪重制御装置は、
前記駆動輪が空転しているか否かを判定する空転判定手段と、
前記空転判定手段で前記駆動輪が空転状態にあると判定された場合に、所定の最小閾値を下回らないように前記案内輪の輪重を低減させることにより、前記案内輪の脱線を阻止しながら前記駆動輪の輪重を増加させる駆動性能向上手段と、
前記空転判定手段で前記駆動輪が空転状態にないと判定された場合に、所定の最大閾値を上回らないように前記案内輪の輪重を増加させることにより、前記駆動輪の空転を阻止しながら前記駆動輪の輪重を低減させる走行安定性向上手段と、
を有することを特徴とする。

第１の発明によれば、駆動輪が空転状態にあると判定された場合に、所定の最小閾値を下回らないように案内輪の輪重を低減させることにより、案内輪の脱線を阻止しながら駆動輪の輪重を増加させることができる。従って、駆動輪が空転状態にある場合においても、正常な駆動状態（非空転状態）に速やかに移行させることができる。この結果、軌道走行時の駆動性能を格段に向上させることができる。

また、第１の発明によれば、駆動輪が空転状態にないと判定された場合に、所定の最大閾値を上回らないように案内輪の輪重を増加させることにより、駆動輪の空転を阻止しながら駆動輪の輪重を低減させることができる。従って、正常な駆動状態（非空転状態）を維持しながら、走行安定性を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明に係る道路走行・軌道走行可能な車両において、
前記案内輪は、
そのフランジ角が、軌道走行用車輪の規格化されたフランジ角より大きい値に設定されてなることを特徴とする。

第２の発明によれば、案内輪のフランジ角が、軌道走行用車輪の規格化されたフランジ角（約６０°〜約６５°）より大きい値に設定されるので、案内輪の輪重が低減した場合においても、脱輪を効果的に防止することができ、走行安定性を向上させることができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係る道路走行・軌道走行可能な車両において、
前記案内輪は、
そのフランジ高さが、軌道走行用車輪の規格化されたフランジ高さより大きい値に設定されてなることを特徴とする。

第３の発明によれば、案内輪のフランジ高さが、軌道走行用車輪の規格化されたフランジ高さ（約２７ｍｍ）より大きい値に設定されるので、案内輪の輪重が低減した場合においても、脱輪を効果的に防止することができ、走行安定性を向上させることができる。

第４の発明は、
車体の前方又は後方に車軸を介して設けられ、軌道走行時に軌道に当接して駆動力を発生させるとともに車体荷重の一部を支持する駆動輪と、前記車体の前後に車軸を介して設けられ、軌道走行時に軌道に当接して軌道案内を行うとともに前記駆動輪に隣接した状態で配置されて車体荷重の一部を支持する案内輪と、を備える道路走行・軌道走行可能な車両の前記駆動輪及び前記案内輪の輪重を制御する輪重制御方法において、
前記駆動輪が空転しているか否かを判定する空転判定工程と、
前記空転判定工程で前記駆動輪が空転状態にあると判定された場合に、所定の最小閾値を下回らないように前記案内輪の輪重を低減させることにより、前記案内輪の脱線を阻止しながら前記駆動輪の輪重を増加させる駆動性能向上工程と、
前記回転状態検出工程で前記駆動輪が空転状態にないと判定された場合に、所定の最大閾値を上回らないように前記案内輪の輪重を増加させることにより、前記駆動輪の空転を阻止しながら前記駆動輪の輪重を低減させる走行安定性向上工程と、
を備えることを特徴とする。

第４の発明によれば、駆動輪が空転状態にあると判定された場合に、所定の最小閾値を下回らないように案内輪の輪重を低減させることにより、案内輪の脱線を阻止しながら駆動輪の輪重を増加させることができる。従って、駆動輪が空転状態にある場合においても、正常な駆動状態（非空転状態）に速やかに移行させることができ、駆動性能を向上させることができる。

また、第４の発明によれば、駆動輪が空転状態にないと判定された場合に、所定の最大閾値を上回らないように案内輪の輪重を増加させることにより、駆動輪の空転を阻止しながら駆動輪の輪重を低減させることができる。従って、正常な駆動状態（非空転状態）を維持しながら、走行安定性を一層向上させることができる。

本発明によれば、道路走行・軌道走行可能な車両の駆動輪及び案内輪に分配される荷重（輪重）を適切に制御することにより、駆動輪の空転を阻止するとともに案内輪の脱輪を阻止して、軌道走行時における駆動性能及び走行安定性を格段に向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る道路走行・軌道走行可能な車両の例として、バス車両をベースに構成したデュアルモード車両１を挙げて説明することとする。デュアルモード車両１は、前後ゴムタイヤ３、４による道路走行と、前後案内輪５、６及び駆動輪（後方ゴムタイヤ４）による軌道走行と、の双方を可能とするものである。

まず、図１及び図２を用いて、本実施の形態に係るデュアルモード車両１の構成について説明する。

デュアルモード車両１は、図１に示すように、マイクロバス車両の車体２、車体２の前後に設けられた車軸３ａ、４ａを中心に回転する前方ゴムタイヤ３及び後方ゴムタイヤ４、車体２の前後に設けられ昇降自在な軌道走行用の前方案内輪５及び後方案内輪６、車両の走行速度を検出する車速センサ、後方ゴムタイヤ４の回転速度を検出するタイヤ回転速度センサ、後方ゴムタイヤ４及び後方案内輪６の輪重を制御する制御装置、等を備えて構成されている。

なお、車速センサ、タイヤ回転速度センサ及び制御装置については図示を省略している。また、従来の鉄道車両１００（図５参照）の全体重量は約４０ｔｏｎであるのに対し、本実施の形態に係るデュアルモード車両１の全体重量は約６ｔｏｎとされている。

前方ゴムタイヤ３は、図１に示すように、車体２のシャーシ２ａに取り付けられた前車軸３ａに左右１本ずつ軸支され、後方ゴムタイヤ４とともに道路走行時に車体２の荷重を支持するものである。前方ゴムタイヤ３の方向は、車体２の運転席のハンドルに連結された（図示されていない）操舵装置によって変更することができる。

後方ゴムタイヤ４は、図１に示すように、車体２のシャーシ２ａに取り付けられた後車軸４ａに左右２本ずつ軸支されている。後方ゴムタイヤ４は、前方ゴムタイヤ３とともに道路走行時に車体２の荷重を支持するとともに、（図示されていない）エンジン及び動力伝達装置によって駆動されて道路走行時及び軌道走行時に駆動輪として機能するものである。軌道走行時には、図１（ａ）に示すように、内側の後方ゴムタイヤ４が軌道を構成するレールＲ上面に当接して駆動力を発生させる。

前方案内輪５及び後方案内輪６は、鉄等の金属で構成されており、各々左右１個ずつ設けられている。左右の前方案内輪５及び後方案内輪６は、図１（ａ）に示すように、各々前車軸５ａ及び後車軸６ａで連結されている。また、前方案内輪５及び後方案内輪６は、図１（ａ）に示すように、前後車軸５ａ、６ａ、アーム５ｂ、６ｂ及び回動軸５ｃ、６ｃを介して車体２のシャーシ２ａの前後に回動自在に取り付けられている。そして、これら前方案内輪５及び後方案内輪６は、油圧アクチュエータ７、８の伸縮により上方及び下方に回動するように構成されている。

道路走行時においては、油圧アクチュエータ７、８の収縮により前方案内輪５及び後方案内輪６を上方に回動させて、前方ゴムタイヤ３及び後方ゴムタイヤ４より上方で固定する。一方、軌道走行時には、図１（ｂ）に示すように、油圧アクチュエータ７、８の伸長により前方案内輪５及び後方案内輪６を下方に回動させて、軌道のレールＲ上に当接させる。軌道走行時においては、前方案内輪５は車体２の前方荷重を支持し、後方案内輪６は車体２の後方荷重の一部を支持することとなる。

また、前方案内輪５及び後方案内輪６は、図１（ａ）に示すように踏面勾配やフランジ５ｄ、６ｄを備えており、軌道案内機能を果たす。このため、駆動輪である後方ゴムタイヤ４に踏面勾配やフランジが設けられていなくても、デュアルモード車両１は、レールＲに沿って正確に軌道走行を行うことができる。なお、後方案内輪６のフランジ６ｄの拡大図を図２（ａ）に示している。また、図２（ｂ）は、従来の鉄道車両１００（図５参照）の車輪１１０のフランジ１１１の拡大図である。

前方案内輪５及び後方案内輪６のフランジ５ｄ、６ｄの角度（フランジ角度）θは、図２（ａ）に示すように約８７°に設定されている。この値は、図２（ｂ）に示した従来の車輪１１０の規格化されたフランジ角度θ_STD（約６０°〜約６５°）より大きい値である。また、前方案内輪５及び後方案内輪６のフランジ５ｄ、６ｄの高さ（フランジ高さ）Ｈは、図２（ａ）に示すように約３３ｍｍに設定されている。この値は、図２（ｂ）に示した従来の車輪１１０の規格化されたフランジ高さＨ_STD（約２７ｍｍ）より大きい値である。

前方案内輪５及び後方案内輪６のフランジ角度θ（約８７°）は、デュアルモード車両１の脱線限界値を考慮して算出したものである。以下、このフランジ角度θを算出する手法について説明する。

一般的に、図５に示すような鉄道車両１００においては、鉄道車両１００の脱線係数（Ｑ／Ｐ）と、車輪１１０の脱線限界値（Ｑ／Ｐ）_Cと、を算出し、脱線係数（Ｑ／Ｐ）が脱線限界値（Ｑ／Ｐ）_Cを超えるか否かにより走行安全性の評価を行っている。

ここで、脱線係数（Ｑ／Ｐ）は、横圧Ｑ（車輪１１０が車軸方向にレールＲを押す力）を輪重Ｐ（車輪１１０が鉛直方向にレールＲを押す力）で除した値である。また、脱線限界値（Ｑ／Ｐ）_Cは、以下のようなＮａｄａｌの式により算出される。なお、μは、車輪１１０とレールＲとの間の摩擦係数である。
（Ｑ／Ｐ）_C＝（ｔａｎθ−μ）／（１＋μｔａｎθ）

このＮａｄａｌの式に、摩擦係数μ（０．３）と、鉄道車両１００の車輪１１０の規格化されたフランジ角度θ（６５°）と、を代入して脱線限界値（Ｑ／Ｐ）_Cを求めると、「（Ｑ／Ｐ）_C＝０．９４」となる。鉄道車両１００の脱線係数（Ｑ／Ｐ）がこの脱線限界値０．９４を超えない場合（例えば「Ｑ＝４．５」、「Ｐ＝５」の場合）には、走行安定性が良好であると判定される。

これに対して、本実施の形態に係るデュアルモード車両１においては、車体２の後方荷重が、後方案内輪６と後方ゴムタイヤ４との双方で支持されることとなる。現在においては、経験的に、車両静止状態における車体２の後方荷重の４０％を後方案内輪６で支持するように荷重分配割合を設定している（すなわち後方案内輪６の輪重Ｐは、車体２の後方荷重の４／１０倍となる）。

従って、デュアルモード車両１の車体後方における脱線係数は、鉄道車両１００の脱線係数の２．５倍（１０／４倍）となる。このように、デュアルモード車両１の車体後方における脱線係数は、従来の鉄道車両１００の脱線係数の２．５倍となるため、Ｎａｄａｌの式を用いて算出した前記脱線限界値（０．９４）を用いて走行安全性の評価を行うことは不適当となる。

そこで、本実施の形態においては、前記脱線限界値（０．９４）を２．５倍した値（２．３４）を新たな脱線限界値として設定することとする。そして、この新たな脱線限界値（２．３４）と、摩擦係数μ（０．３）と、をＮａｄａｌの式に代入することによりフランジ角度θ（８７°）を算出し、このフランジ角度θ（８７°）を前方案内輪５及び後方案内輪６に採用している。

また、前方案内輪５及び後方案内輪６のフランジ高さＨ（約３３ｍｍ）は、デュアルモード車両１の重量を考慮して算出したものである。以下、このようにフランジ高さを設定した背景について説明する。

一般的に、図５に示すような鉄道車両１００においては、全重量が４０ｔｏｎと大きいため、一つの車輪１１０の支持荷重（輪重Ｐ）も約５ｔｏｎと大きくなる。従って、車輪１１０の踏面の経時磨耗量が多くなるため、相対的にフランジ高さが経時的に高くなる。このようにフランジ高さが高くなると、車輪１１０がレールＲから脱輪し難くなって走行安定性が向上するが、車輪１１０のフランジ高さが高くなりすぎると、分岐器を通過できなくなるなどの不都合が生じる。このため、従来の車輪１１０においては、フランジ高さを約２７ｍｍに設定していた。

これに対して、本実施の形態に係るデュアルモード車両１は、全重量が約６ｔｏｎと比較的小さいため、前方案内輪５及び後方案内輪６の支持荷重（輪重）も小さくなる。従って、前方案内輪５及び後方案内輪６の踏面の経時磨耗量も格段に少なくなるため、分岐器が通過できなくなるほどフランジ高さが経時的に高くなることもない。このため、本実施の形態においては、フランジ高さを約３３ｍｍに設定して、走行安定性を向上させることとしている。

車速センサは、デュアルモード車両１の軌道走行時における走行速度を検出する。本実施の形態においては、車速センサとして、前方案内輪５及び後方案内輪６に搭載された案内輪回転速度センサを採用しており、案内輪回転速度センサで検出された前後の案内輪の回転速度に基づいて、軌道走行時におけるデュアルモード車両１の走行速度を算出している。車速センサで検出された速度情報は制御装置に伝送されて、後方ゴムタイヤ４の空転状態の検出に用いられる。なお、車速センサとしては、ＧＰＳやＩＮＳ等を採用することもできる。

タイヤ回転速度センサは、本発明における車輪速センサであり、軌道走行時における後方ゴムタイヤ４の回転速度を検出する。本実施の形態においては、タイヤ回転速度センサで検出された後方ゴムタイヤ４の回転速度に基づいて、軌道走行時におけるデュアルモード車両１の走行速度を算出するようにしている。このようにタイヤ回転速度センサを用いて算出された速度情報は、制御装置に伝送されて、後方ゴムタイヤ４の空転状態の検出に用いられる。

制御装置は、本発明における輪重制御装置であり、デュアルモード車両１の機器全体を統合制御するＣＰＵや、各種制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ等から構成されている。制御装置は、車速センサで検出された車両の軌道走行速度と、タイヤ回転速度センサで検出された軌道走行時における後方ゴムタイヤ４の回転速度と、に基づいて後方ゴムタイヤ４の空転状態を判定し、この判定結果に基づいて、後方ゴムタイヤ４及び後方案内輪６の輪重を制御する。

具体的に説明すると、制御装置のＣＰＵは、車速センサで検出された車両の軌道走行速度（以下、「検出速度」という）と、タイヤ回転速度センサで検出された軌道走行時における後方ゴムタイヤ４の回転速度から算出された車両の軌道走行速度（以下、「算出速度」という）と、を比較する。そして、ＣＰＵは、検出速度と算出速度との差が所定の閾値以下である場合には後方ゴムタイヤ４が空転状態にないと判定する一方、検出速度と算出速度との差が所定の閾値を超える場合には後方ゴムタイヤ４が空転状態にあると判定する。すなわち、ＣＰＵは、本発明における空転判定手段である。

また、制御装置のＣＰＵは、後方ゴムタイヤ４が空転状態にあると判定した場合に、ＲＯＭ内の駆動性能向上プログラムを実行して、油圧アクチュエータ８を収縮駆動して後方案内輪６の輪重を低減させることにより、後方ゴムタイヤ４の輪重を相対的に増加させる。すなわち、ＣＰＵ及び駆動性能向上プログラムは、本発明における駆動性能向上手段である。

また、制御装置のＣＰＵは、後方ゴムタイヤ４が空転状態にないと判定した場合には、ＲＯＭ内の走行安定性向上プログラムを実行して、油圧アクチュエータ８を伸長駆動して後方案内輪６の輪重を増加させることにより、後方ゴムタイヤ４の輪重を相対的に低減させる。すなわち、ＣＰＵ及び走行安定性向上プログラムは、本発明における走行安定性向上手段である。

次に、図１及び図３を用いて、本実施の形態に係るデュアルモード車両１の軌道走行時における輪重制御方法について説明する。

まず、デュアルモード車両１の軌道走行を実現させるために、図１に示すように油圧アクチュエータ７、８を伸長させて前方案内輪５及び後方案内輪６を下方Ｄに回動させ、これら前方案内輪５及び後方案内輪６を軌道のレールＲ上に当接させる。また、道路走行時に使用されていた後方ゴムタイヤ４（左右とも内側のみ）を、図１に示すように軌道のレールＲ上に当接させる。この車両静止状態においては、車体２の前方荷重を前方案内輪５が支持し、車体２の後方荷重の約６０％を後方ゴムタイヤ４が支持し、車体２の後方荷重の約４０％を後方案内輪６が支持している。

次いで、デュアルモード車両１のエンジンを作動させることにより、駆動輪である後方ゴムタイヤ４を駆動して駆動力を発生させて、軌道走行を開始する。軌道走行を開始すると、車速センサで車両の軌道走行速度が検出されるとともに、タイヤ回転速度センサで後方ゴムタイヤ４の回転速度が検出され、この回転速度から車両の軌道走行速度が算出される（速度検出工程：Ｓ１）。この速度検出工程Ｓ１で検出（算出）された速度情報は、制御装置に伝送される。

次いで、制御装置は、図３に示すように、車速センサで検出された車両の軌道走行速度（検出速度）と、タイヤ回転速度センサで検出された軌道走行時における後方ゴムタイヤ４の回転速度から算出された車両の軌道走行速度（算出速度）と、を比較して、後方ゴムタイヤ４が空転状態にあるか否かを判定する（空転判定工程：Ｓ２）。すなわち、制御装置は、検出速度と算出速度との差が所定の閾値以下である場合には後方ゴムタイヤ４が空転状態にないと判定する一方、検出速度と算出速度との差が所定の閾値を超える場合には後方ゴムタイヤ４が空転状態にあると判定する。

空転判定工程Ｓ２で、後方ゴムタイヤ４が空転状態にあると判定された場合には、制御装置は、図３に示すように後方案内輪６の輪重を算出し（輪重算出工程：Ｓ３）、算出した後方案内輪６の輪重が所定の最小閾値以上であるか否かを判定する（輪重下限判定工程：Ｓ４）。ここで、後方案内輪６の輪重の「最小閾値」とは、後方案内輪６が脱輪する可能性がきわめて高い輪重の値を意味し、デュアルモード車両１の重量や走行速度のほか軌道の曲率等を参照して適宜設定することができる。

輪重下限判定工程Ｓ４において、後方案内輪６の輪重が所定の最小閾値未満であると判定された場合には、制御装置は、車体２の重心が前方に移動して車体２の後方荷重自体が低減している等の外的要因があると判定し、図３に示すように何ら制御を行わずに空転判定工程Ｓ２に戻る。一方、輪重下限判定工程Ｓ４において、後方案内輪６の輪重が所定の最小閾値以上であると判定された場合には、制御装置は、図３に示すように油圧アクチュエータ８を収縮駆動することにより、後方案内輪６の輪重を低減させる（案内輪輪重低減工程：Ｓ５）。このように後方案内輪６の輪重を低減させることにより、後方ゴムタイヤ４の輪重が相対的に増加する（駆動輪輪重増加工程：Ｓ６）。

駆動輪輪重増加工程Ｓ６を経た後、制御装置は、図３に示すように、後方ゴムタイヤ４が空転状態にあるか否かを再度判定する（空転判定工程：Ｓ２）。そして、この空転判定工程Ｓ２において依然として後方ゴムタイヤ４が空転状態にあると判定された場合には、輪重算出工程Ｓ３、輪重下限判定工程Ｓ４、案内輪輪重低減工程Ｓ５及び駆動輪輪重増加工程Ｓ６を再度実施する。これら輪重算出工程Ｓ３〜駆動輪輪重増加工程Ｓ６は、本発明における駆動性能向上工程を構成する。

一方、空転判定工程Ｓ２で、後方ゴムタイヤ４が空転状態にないと判定された場合には、制御装置は、図３に示すように後方案内輪６の輪重を算出し（輪重算出工程：Ｓ７）、算出した後方案内輪６の輪重が所定の最大閾値以下であるか否かを判定する（輪重上限判定工程：Ｓ８）。ここで、後方案内輪６の輪重の「最大閾値」とは、後方ゴムタイヤ４が空転する可能性がきわめて高い後方案内輪６の輪重の値を意味する。

輪重上限判定工程Ｓ８において、後方案内輪６の輪重が所定の最大閾値を超えると判定された場合には、制御装置は、後方ゴムタイヤ４が空転している可能性が高いと判定し、何ら制御を行わずに空転判定工程Ｓ２に戻る。一方、輪重上限判定工程Ｓ８において、後方案内輪６の輪重が所定の最大閾値以下であると判定された場合には、制御装置は、図３に示すように油圧アクチュエータ８を伸長駆動することにより、後方案内輪６の輪重を増加させる（案内輪輪重増加工程：Ｓ９）。このように後方案内輪６の輪重を増加させることにより、後方ゴムタイヤ４の輪重が相対的に低減する（駆動輪輪重低減工程：Ｓ１０）。

駆動輪輪重低減工程Ｓ１０を経た後、制御装置は、図３に示すように、後方ゴムタイヤ４が空転状態にあるか否かを再度判定する（空転判定工程：Ｓ２）。そして、この空転判定工程Ｓ２において再び後方ゴムタイヤ４が空転状態にないと判定された場合には、輪重算出工程Ｓ７、輪重上限判定工程Ｓ８、案内輪輪重増加工程Ｓ９及び駆動輪輪重低減工程Ｓ１０を再度実施する。これら輪重算出工程Ｓ７〜駆動輪輪重低減工程Ｓ１０は、本発明における走行安定性向上工程を構成する。

以上説明した実施の形態に係るデュアルモード車両１の制御装置は、駆動輪である後方ゴムタイヤ４が空転状態にあると判定した場合に、所定の最小閾値を下回らないように後方案内輪６の輪重を低減させることにより、後方案内輪６の脱線を阻止しながら後方ゴムタイヤ４の輪重を増加させることができる（空転判定工程Ｓ２〜駆動輪輪重増加工程Ｓ６）。従って、後方ゴムタイヤ４が空転状態にある場合においても、正常な駆動状態（非空転状態）に速やかに移行させることができる。従って、軌道走行時における駆動性能を格段に向上させることができる。

また、以上説明した実施の形態に係るデュアルモード車両１の制御装置は、駆動輪である後方ゴムタイヤ４が空転状態にないと判定した場合に、所定の最大閾値を上回らないように後方案内輪６の輪重を増加させることにより、後方ゴムタイヤ４の空転を阻止しながら後方ゴムタイヤ４の支持荷重を低減させることができる（空転判定工程Ｓ２〜駆動輪輪重低減工程Ｓ１０）。従って、正常な駆動状態（非空転状態）を維持しながら、走行安定性を向上させることができる。

また、以上説明した実施の形態に係るデュアルモード車両１においては、前方案内輪５及び後方案内輪６のフランジ角θが、従来の車輪１１０の規格化されたフランジ角θ_STD（約６０°〜約６５°）より大きい値（約８７°）に設定される（図２参照）。また、前方案内輪５及び後方案内輪６のフランジ高さＨが、従来の車輪１１０の規格化されたフランジ高さＨ_STD（約２７ｍｍ）より大きい値（約３３ｍｍ）に設定される（図２参照）。従って、前方案内輪５及び後方案内輪６の輪重が低減した場合においても、脱輪を効果的に防止することができ、走行安定性を向上させることができる。

なお、以上の実施の形態においては、デュアルモード車両１の軌道走行時に後方ゴムタイヤ４を軌道のレールＲに当接して駆動力を発生させ、駆動輪である後方ゴムタイヤ４の輪重と、この後方ゴムタイヤ４に隣接する後方案内輪６の輪重と、を制御した例を示したが、前方ゴムタイヤ３を軌道のレールＲに当接して駆動力を発生させることもできる。かかる場合には、駆動輪である前方ゴムタイヤ３の輪重と、この前方ゴムタイヤ３に隣接する前方案内輪５の輪重と、を制御装置で制御することにより、前方ゴムタイヤ３の空転を阻止するとともに前方案内輪５の脱輪を阻止して、軌道走行時における駆動性能及び走行安定性を格段に向上させることができる。

また、以上の実施の形態においては、デュアルモード車両１の軌道走行時に後方ゴムタイヤ４を軌道のレールＲに当接して駆動力を発生させた例を示したが、後方ゴムタイヤ４と同一軸心上に軌道走行用の鉄輪を設け、この鉄輪を軌道のレールＲに当接して駆動力を発生させることもできる。かかる場合には、駆動輪である鉄輪の輪重と、この鉄輪に隣接する後方案内輪６の輪重と、を制御装置で制御することにより、鉄輪の空転を阻止するとともに後方案内輪６の脱輪を阻止して、軌道走行時における駆動性能及び走行安定性を格段に向上させることができる。

また、以上の実施の形態においては、デュアルモード車両１の前方案内輪１５及び後方案内輪１６のフランジ角θを「約８７°」に設定した例を示したが、脱線限界値や摩擦係数の値に応じて、このフランジ角θの値を適宜変更することができる。また、以上の実施の形態においては、デュアルモード車両１の前方案内輪１５及び後方案内輪１６のフランジ高さＨを「約３３ｍｍ」に設定した例を示したが、デュアルモード車両１の重量や案内輪の材料等に応じて、このフランジ高さＨの値を適宜変更することができる。

また、以上の実施の形態においては、現在開発が進められているデュアルモード車両１に本発明を適用した例を示したが、従来から提案されている軌陸車１０（図４参照）に本発明を適用することもできる。

すなわち、図４に示した軌陸車１０に、デュアルモード車両１の制御装置と同様の制御装置を搭載し、この制御装置により、軌陸車１０の後方ゴムタイヤ１４の空転状態を判定し、後方ゴムタイヤ１４が空転状態にあると判定した場合に、所定の最小閾値を下回らないように後方案内輪１６の輪重を低減させることにより、後方案内輪１６の脱線を阻止しながら後方ゴムタイヤ１４の輪重を増加させることができる。従って、軌陸車１０の軌道走行時における駆動性能を格段に向上させることができる。

また、後方ゴムタイヤ１４が空転状態にないと判定した場合に、所定の最大閾値を上回らないように後方案内輪１６の輪重を増加させることにより、後方ゴムタイヤ１４の空転を阻止しながら後方ゴムタイヤ１４の支持荷重を低減させることができる。従って、正常な駆動状態（非空転状態）を維持しながら、軌陸車１０の走行安定性を向上させることができる。

また、図４に示した軌陸車１０の前方案内輪１５及び後方案内輪１６のフランジ角を、従来の車輪の規格化されたフランジ角θ_STDより大きい値に設定し、かつ、この軌陸車１０の前方案内輪１５及び後方案内輪１６のフランジ高さを、従来の車輪の規格化されたフランジ高さＨ_STDより大きい値に設定することにより、脱輪を効果的に防止することができ、走行安定性を向上させることができる。

（ａ）は本発明の実施の形態に係るデュアルモード車両を上から見た場合の透視図であり、（ｂ）は（ａ）に示したデュアルモード車両の軌道走行時における側面図である。 （ａ）は図１に示したデュアルモード車両の後方案内輪のフランジ近傍部分の拡大図であり、（ｂ）は従来の鉄道車両の車輪のフランジ近傍部分の拡大図である。 図１に示したデュアルモード車両の軌道走行時における輪重制御方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施の形態に係る軌陸車の軌道走行時における側面図である。 従来の鉄道車両の側面図である。

符号の説明

１ デュアルモード車両（道路走行・軌道走行可能な車両）
２ 車体
４ 後方ゴムタイヤ（駆動輪）
４ａ 車軸
５ 前方案内輪
５ａ 車軸
６ 後方案内輪
６ａ 車軸
１０ 軌陸車（道路走行・軌道走行可能な車両）
１４ 後方ゴムタイヤ（駆動輪）
１５ 前方案内輪
１６ 後方案内輪
Ｓ２ 空転判定工程
Ｓ３ 輪重算出工程（駆動性能向上工程）
Ｓ４ 輪重下限判定工程（駆動性能向上工程）
Ｓ５ 案内輪輪重低減工程（駆動性能向上工程）
Ｓ６ 駆動輪輪重増加工程（駆動性能向上工程）
Ｓ７ 輪重算出工程（走行安定性向上工程）
Ｓ８ 輪重上限判定工程（走行安定性向上工程）
Ｓ９ 案内輪輪重増加工程（走行安定性向上工程）
Ｓ１０ 駆動輪輪重低減工程（走行安定性向上工程）
θ 後方（前方）案内輪のフランジ角
θ_STD 規格化されたフランジ角
Ｈ 後方（前方）案内輪のフランジ高さ
Ｈ_STD 規格化されたフランジ高さ

Claims (4)

1. 車体の前方及び後方に各々配設されたタイヤ用の車軸を介して設けられた道路走行用のタイヤと、車体の前方及び後方に各々昇降自在に配設された案内輪用の車軸を介して設けられた軌道走行用の案内輪と、前記各々配設されたタイヤ用の車軸の一方に設けられた駆動輪と、を備え、前方及び後方の前記案内輪と前記駆動輪とで軌道を走行する道路走行・軌道走行可能な車両において、
   車体の前方又は後方で隣接した状態で配置された前記駆動輪及び前記案内輪の輪重を制御する輪重制御装置を備え、
   前記輪重制御装置は、
   前記駆動輪が空転しているか否かを判定する空転判定手段と、
   前記空転判定手段で前記駆動輪が空転状態にあると判定された場合に、所定の最小閾値を下回らないように前記案内輪の輪重を低減させることにより、前記案内輪の脱線を阻止しながら前記駆動輪の輪重を増加させる駆動性能向上手段と、
   前記空転判定手段で前記駆動輪が空転状態にないと判定された場合に、所定の最大閾値を上回らないように前記案内輪の輪重を増加させることにより、前記駆動輪の空転を阻止しながら前記駆動輪の輪重を低減させる走行安定性向上手段と、
   を有することを特徴とする道路走行・軌道走行可能な車両。
2. 前記案内輪は、
   そのフランジ角が、軌道走行用車輪の規格化されたフランジ角より大きい値に設定されてなることを特徴とする請求項１に記載の道路走行・軌道走行可能な車両。
3. 前記案内輪は、
   そのフランジ高さが、軌道走行用車輪の規格化されたフランジ高さより大きい値に設定されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の道路走行・軌道走行可能な車両。
4. 車体の前方及び後方に各々配設されたタイヤ用の車軸を介して設けられた道路走行用のタイヤと、車体の前方及び後方に各々昇降自在に配設された案内輪用の車軸を介して設けられた軌道走行用の案内輪と、前記各々配設されたタイヤ用の車軸の一方に設けられたゴム製の駆動輪と、を備え、前方及び後方の前記案内輪と前記駆動輪とで軌道を走行する道路走行・軌道走行可能な車両の車体の前方又は後方に隣接した状態で配置された前記駆動輪及び前記案内輪の輪重を制御する輪重制御方法において、
   前記駆動輪が空転しているか否かを判定する空転判定工程と、
   前記空転判定工程で前記駆動輪が空転状態にあると判定された場合に、所定の最小閾値を下回らないように前記案内輪の輪重を低減させることにより、前記案内輪の脱線を阻止しながら前記駆動輪の輪重を増加させる駆動性能向上工程と、
   前記回転状態検出工程で前記駆動輪が空転状態にないと判定された場合に、所定の最大閾値を上回らないように前記案内輪の輪重を増加させることにより、前記駆動輪の空転を阻止しながら前記駆動輪の輪重を低減させる走行安定性向上工程と、
   を備えることを特徴とする道路走行・軌道走行可能な車両の輪重制御方法。

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