JP4370266B2 - Steering mechanism of track system - Google Patents
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Description
本発明は、予め定められた軌道に沿って走行し、例えばゴムタイヤで車体を支持し、これを駆動回転することによって走行する新交通システム等の車両に適用されて好適であり、車両の直進性を良くし、走行安定性を向上させた操舵機構に関する。
また操舵システムに異常が生じた場合に、その軌道からの逸脱、偏向を確実に阻止して、乗客の安全性、信頼性を確保できるフェイルセイフ機能をも兼ね備えた操舵機構である。
The present invention is suitable for being applied to a vehicle such as a new transportation system that travels along a predetermined track and travels by driving and rotating the vehicle body with rubber tires, for example. The present invention relates to a steering mechanism that improves driving stability and improves running stability.
The steering mechanism also has a fail-safe function that ensures the safety and reliability of passengers by reliably preventing deviation and deflection from the track when an abnormality occurs in the steering system.
ゴムタイヤで車体を支持し、これを駆動回転することによって走行する新交通システム等の車両においては、通常、レール上を走行する鉄道車両と異なり、走行輪であるゴムタイヤを定められた軌道に沿って転向するために、操舵用の案内用車輪が設けられ、この案内用車輪が軌道に沿って設けられた案内レールに接触することによって、車両を機械的に操舵し走行させている。 In a vehicle such as a new transportation system that travels by supporting the vehicle body with a rubber tire and driving and rotating the rubber tire, the rubber tire that is a traveling wheel is usually along a predetermined track unlike a railway vehicle that travels on a rail. In order to make a turn, steering guide wheels are provided, and the guide wheels come into contact with guide rails provided along the track to mechanically steer and run the vehicle.
例えば特許文献1(特開2003−146204号公報)には、車体の両側に突出した案内アームの先端に設けられた案内用車輪を偏心した軸に取り付けることによって、車体からの突出量を容易に調節可能とし、それによって車体の操舵を行なう案内軌条式車両用台車が開示されている。
また特許文献2(特開2003−104198号公報)には、車両の走行方向後ろ側の案内用車輪と軌道の案内面との間に隙間をもうけ、この隙間の範囲で車両の旋回運動を許容するようにした構成が開示されている。
For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-146204), the amount of protrusion from the vehicle body can be easily achieved by attaching a guide wheel provided at the tip of a guide arm protruding on both sides of the vehicle body to an eccentric shaft. A guide rail vehicle trolley is disclosed which is adjustable and thereby steers the vehicle body.
In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-104198), a gap is provided between the guide wheel on the rear side in the traveling direction of the vehicle and the guide surface of the track, and the turning motion of the vehicle is allowed within this gap. The structure made to do is disclosed.
しかしながらかかる機械式案内機構は、安全性、信頼性に優れているが、車両の中で車輪や駆動機構が設置される台車の構造が複雑になり、質量及びランニングコストが増大するとともに、案内用車輪を支持するに十分な強度を有する案内レールを全線に渡って高い精度で設置する必要があり、軌道の建設費が膨大になるという欠点がある。
従ってこのような欠点を解消するため、特に操舵のためのガイドレール等を必要としない車両の操舵システムが提案されている(特許文献3)。
However, such a mechanical guide mechanism is excellent in safety and reliability. However, the structure of the carriage in which the wheels and the drive mechanism are installed in the vehicle is complicated, and the mass and running cost are increased. It is necessary to install guide rails having sufficient strength to support the wheels over the entire line with high accuracy, and there is a drawback that the construction cost of the track becomes enormous.
Therefore, in order to eliminate such drawbacks, a vehicle steering system that does not particularly require a guide rail or the like for steering has been proposed (Patent Document 3).
特許文献3(特開2002−351544号公報)に開示された操舵システムは、車両が走行する軌道の全長に亘って当該車両の運転に必要な情報を記憶し発信する複数の地上子を敷設しておき、当該車両が走行する際に、当該車両に設けられた制御装置が前記各地上子が発信する情報に基づいて、順次操舵指令を発し、当該操舵指令に従って車両に設けられた操舵装置が操舵を行なうもので、操舵用のガイドレールを必要とせず、建設費及び保守費のコストダウンを図ることができるとともに、発生する振動や騒音を低減することができる長所をもっている。
特許文献3の操舵システムを図9及び図10に基づいて説明する。図9はこの操舵システムの構成図であり、図の(a)は側面図、図の(b)は正面図であり、図10は操舵装置を示す平面図である。図9及び図10において、車両03が新交通システムの車両であり、軌道01に沿って走行を行なう。車両03は各々前後に空気バネを介して設けられた台車04に取り付けられたゴムタイヤ05によって支持されており、駆動モータ06に回転駆動により、アクチュエータ07によって操舵を行なう。
The steering system disclosed in
操舵システムは、地上子02、送信器08、受信器09、制御装置010及び操舵装置020から構成され、ゴムタイヤ05を転向することにより、車両03の操舵を行なう。地上子02は、軌道01に全長に亘り、軌道01に沿って所定の間隔で複数敷設される無電源の地上子であり、それぞれ固有の設定されている。かかる固有の情報には、各地上子02の識別番号と位置情報、軌道情報及び制御情報が含まれている。
The steering system includes a
位置情報とは、絶対位置座標や基準点からの距離などその地上子02の位置に関する情報である。さらにその地上子02の地点における勾配、曲率、カント、及び分岐など軌道01の条件を示す軌道情報が、必要に応じて前記固有の情報として地上子02に設定される(これらの情報をまとめて以下「運転情報」という)。
かかる地上子02は、無電源ではあるが、電力の供給を受けると、設定されている運転情報の信号を発するように構成されている。地上子02は、例えば運転情報を記憶するROMを含む電子回路で構成される。
The position information is information regarding the position of the
The
送信器08は、地上子02に電波によって電力を供給する装置であり、また受信器09は、電力の供給を受けた地上子02から発せられる運転情報を受信する装置である。制御装置010は、受信器09が受信した運転情報に基づいて所定のデータ処理を行い、駆動モータ06及びアクチュエータ07に対して速度指令及び操舵指令を伝達する装置である。
The
操舵装置020は、前記操舵指令に従って動作するアクチュエータ07を含むゴムタイヤ05を転向するための装置であり、台車04にその一端をピン012により回転自在に取り付けられたアーム011、アーム011の先端に連結された電気式、油圧式、あるいは空気圧式のアクチュエータ07、連結竿059、左右のゴムタイヤ05用のてこ056a、056b及びそれらを連結するタイロッド057によって構成されている。
The
かかる装置において、制御装置010からの操舵指令に従って、アクチュエータ07が移動すると、それに従ってアーム011がピン012を中心に回転し、その移動により、連結竿059及びタイロッド05を介しててこ056a、056bが動作し、ゴムタイヤ05が左右に転向される。
本操舵システムは、ガイドレール等を用いずに、地上子02に記憶された運転情報に基づいて、車両03の操舵を行なうものであり、ガイドレール等が不要となるため、軌道01の建設費を大幅に削減でき、案内輪を用いないので、それらの消耗部品が不要となり、保守費を低減できるとともに、案内輪とガイドレール等との接触がないので、振動や騒音を低減できる等の長所を有する。
In such a device, when the
This steering system steers the
しかしながら特許文献3に開示された操舵システムにおいては、案内輪やガイドレール等による機械的な操舵方法を用いていないため、操舵システムが故障した場合や風、雨、雪などの環境外乱等の非常時に車両の暴走、脱軌道等に対して安全を担保する方法が未解決である。
However, since the steering system disclosed in
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、予め定められた軌道に沿って走行する車両において、建設費及び保守費のコストダウンを図り、簡素化、軽量化され、かつ車両の直進性を良くし、走行安定性を向上させた操舵機構であるとともに、操舵システムに異常が発生した場合に、確実に安全を担保できるフェイルセイフ機能を有する操舵機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and in a vehicle that runs along a predetermined track, the construction cost and the maintenance cost are reduced, and the vehicle is simplified and reduced in weight, and the straightness of the vehicle is improved. An object of the present invention is to provide a steering mechanism that has improved traveling stability and that has a fail-safe function that can ensure safety when an abnormality occurs in the steering system.
本発明の操舵機構は、かかる目的を達成するもので、 予め定められた軌道に沿って走行し、前輪間、後輪間それぞれに装架されたタイロッドを長手軸方向にアクチュエータによって往復動させて前輪及び後輪を操舵する操舵機構を備えた車両において、
前記軌道上に保護軌道を設け、前記車両は、車両の前部及び後部の下部の、前輪側と後輪側のそれぞれに、車輪操舵方向に回動自在に軸支されたブラケットと、
前記前輪側のブラケットが前方端部でタイロッドの動きに連動し、前記後輪側のブラケットが後方端部でタイロッドの動きに連動するように、該前輪側と後輪側のそれぞれに、対応するブラケットの先端部と、前記往復動するアクチュエータの可動部と前記タイロッドとの三者を接続する回転並進運動変換機構とを具え、
前輪側と後輪側ブラケットを、その支軸が前輪及び後輪側の左右タイヤ中心を結ぶ線上に位置させ、前記アクチュエータ作動によってタイヤと同一方向を向きながら転向するように構成するとともに、前記保護軌道に非接触状態で遊嵌させた少なくとも2個の保護輪を前記支軸を挟んで前記前輪側と後輪側それぞれのブラケット前方及び後方に設け、前記回転並進運動変換機構を介してブラケットの前方端部を前記タイロッドの動きと連動させ、同保護輪と前記保護軌道との隙間を、車両が前記軌道から外れる許容限界寸法より小さく設定したことを特徴とする。
Steering mechanism of the present invention is to achieve the object travels along a predetermined trajectory, between the front wheels, and is reciprocated by the actuator longitudinally and mounted to the tie rods each between the rear wheels In a vehicle equipped with a steering mechanism for steering front wheels and rear wheels,
A protective track is provided on the track, and the vehicle has a bracket pivotally supported on each of the front wheel side and the rear wheel side of the front and rear portions of the vehicle so as to be rotatable in the wheel steering direction.
Corresponding to each of the front wheel side and the rear wheel side so that the front wheel side bracket is interlocked with the movement of the tie rod at the front end portion, and the rear wheel side bracket is interlocked with the movement of the tie rod at the rear end portion. A rotary translational motion conversion mechanism for connecting the tip of the bracket, the movable part of the reciprocating actuator and the tie rod;
The front wheel side bracket and the rear wheel side bracket are configured so that their support shafts are positioned on a line connecting the center of the left and right tires on the front wheel and rear wheel side, and are turned while facing the same direction as the tire by the operation of the actuator. At least two protective wheels loosely fitted on the track in a non-contact state are provided in front of and behind the brackets on the front wheel side and the rear wheel side with the support shaft interposed therebetween, and the brackets are connected via the rotary translational motion conversion mechanism. The front end portion is interlocked with the movement of the tie rod, and the gap between the protective wheel and the protective track is set smaller than an allowable limit dimension that allows the vehicle to deviate from the track.
本発明装置においては、前輪間又は後輪間に装架されたタイロッドを長手軸方向にアクチュエータによって往復動させて前輪及び後輪を操舵するに際し、前記保護輪と同保護輪が非接触状態で遊嵌する保護軌道により、同保護輪が同保護軌道に接触して車両の前後輪を機械的に操舵する。車両にはこれ以上脱軌道してはならない許容範囲を有する。
本発明において、通常は前記アクチュエータによって前後輪を操舵するため、保護輪は保護軌道に対して非接触状態にあり、両者の間には隙間をもっているが、この隙間の寸法は、車両が前記軌道から外れる許容限界寸法より小さく設定してあるため、車両がこの許容限界から外れることがない。なお保護軌道は、車両の走行中操舵システムの異常時に保護輪が接触しても保護輪を保護軌道内に保持し得る強度が要求される。
In the device of the present invention, when the front and rear wheels are steered by reciprocating the tie rods mounted between the front wheels or between the rear wheels by an actuator in the longitudinal axis direction, the protective wheels and the protective wheels are in a non-contact state. Due to the loosely fitting protective track, the protective wheel comes into contact with the protective track and mechanically steers the front and rear wheels of the vehicle. The vehicle has a tolerance that should not be derailed any further.
In the present invention, since the front and rear wheels are normally steered by the actuator, the protective wheels are not in contact with the protective track, and there is a gap between them. Therefore, the vehicle does not deviate from this allowable limit. The protective track is required to have a strength capable of holding the protective wheel in the protective track even if the protective wheel comes into contact with the steering system when the vehicle is running.
前記保護軌道の形状は、例えば保護輪が非接触状態で遊嵌される溝状であってもよく、例えばレールなどを2本平行に地上に設置して溝状の空間を形成してもよいし、あるいは断面がI形をなし、その両側に保護輪を隙間をもたせて配置してもよい。このようにレール等を用いれば、保護軌道を簡単につくることができる。また溝形状の保護軌道の中央に突起壁を設け、この突起壁を挟むようにして保護輪を配置してもよい。 The shape of the protection track may be, for example, a groove shape in which a protection wheel is loosely fitted in a non-contact state. For example, two rails may be installed on the ground in parallel to form a groove-shaped space. Alternatively, the cross-section may be I-shaped, and protective rings may be arranged with gaps on both sides thereof. If a rail or the like is used in this way, a protective track can be easily created. Further, a projection wall may be provided in the center of the groove-shaped protection track, and the protection wheel may be arranged so as to sandwich the projection wall.
また本発明において、少なくとも2個の保護輪を取り付けたブラケットを車両の下部に支軸を中心に回動可能に取り付けるとともに、同保護輪が前記支軸を挟んで前後両側に少なくとも1個ずつ配置されるようにする。これによって前記ブラケットがタイロッドと連動して動くときに、ブラケットを車輪と同一方向に転向しやすくし、保護軌道のラインに沿う方向に容易に転向させることができる。 Further, in the present invention, a bracket having at least two protective wheels is attached to the lower part of the vehicle so as to be rotatable around a support shaft, and at least one protective wheel is disposed on both front and rear sides with the support shaft interposed therebetween. To be. Accordingly, when the bracket moves in conjunction with the tie rod, the bracket can be easily turned in the same direction as the wheel, and can be easily turned in the direction along the line of the protection track.
また本発明において、好ましくは、前方保護輪と支軸との間隔を後部保護輪と支軸との間隔より小さくし、前記ブラケットの前方端部を前記タイロッドの動きと連動させたことにより、前方保護輪の横方向の動きは、支軸から前方保護輪までの距離と支軸からタイロッドまでの距離に比例してタイロッドに伝わる。これは後方保護輪でも同様である。前部保護輪と支軸との間隔を後部保護輪と支軸との間隔より小さくしたことにより、前方保護輪の横方向の動きは、後方保護輪の横方向の動きよりもより敏感にタイロッドに伝わるようにしてある。
この理由は、後方保護輪の横方向の動きは、車両の旋回性能に大きな影響を及ぼすからである。本発明では、車両の旋回性よりも直進性を重視しているためである。
In the present invention, preferably, the distance between the front protection wheel and the support shaft is made smaller than the distance between the rear protection wheel and the support shaft, and the front end portion of the bracket is interlocked with the movement of the tie rod. The lateral movement of the protection wheel is transmitted to the tie rod in proportion to the distance from the support shaft to the front protection wheel and the distance from the support shaft to the tie rod. The same applies to the rear guard wheel. By making the distance between the front guard wheel and the support shaft smaller than the distance between the rear guard wheel and the support shaft, the lateral movement of the front guard wheel is more sensitive than the lateral movement of the rear guard wheel. To be communicated to.
This is because the lateral movement of the rear guard wheel has a great influence on the turning performance of the vehicle. This is because in the present invention, the straight traveling performance is more important than the turning performance of the vehicle.
これによって前方保護輪及び後方保護輪は、それぞれの支軸からの間隔に比例した操舵倍率でタイロッドを動かし、これによって車輪を操舵することができる。従って前方保護輪の動きに対してタイロッドの動きの感度を高め、後方保護輪の動きに対しては逆にタイロッドの動きの感度を鈍らせることが可能となり、これによって車両の直進性を良くし、走行安定性を高めることができる。 As a result, the front guard wheel and the rear guard wheel can move the tie rods at a steering magnification proportional to the distance from the respective support shafts, thereby steering the wheels. Therefore, it is possible to increase the sensitivity of the tie rod movement with respect to the movement of the front guard wheel, and conversely reduce the sensitivity of the tie rod movement with respect to the movement of the rear guard wheel, thereby improving the straightness of the vehicle. , Driving stability can be improved.
なお本発明において、好ましくは、後輪においては、前方保護輪及び後方保護輪の支軸までの間隔を前輪と逆にすることにより、車両が後進する場合においても前進する場合と同様の作用効果を奏することができる。さらに前方保護輪及び後方保護輪と支軸との間隔を前輪と後輪とで逆転させ、車両の中央部を基準として前方保護輪及び後方保護輪と支軸との間隔が対称となるように構成すれば、車両の前進及び後進の両方の場合において前述のフェイルセイフ機能及び操舵機能を良好に発揮することができる。 In the present invention, preferably, in the rear wheel, the distance from the front protective wheel and the rear protective wheel to the support shaft is reversed from that of the front wheel, so that the same effect as when the vehicle moves forward is achieved. Can be played. Further, the distance between the front guard wheel and the rear guard wheel and the support shaft is reversed between the front wheel and the rear wheel so that the distance between the front guard wheel and the rear guard wheel and the support shaft is symmetrical with respect to the center of the vehicle. If constituted, the above-mentioned fail safe function and steering function can be satisfactorily exhibited in both cases of forward and reverse travel of the vehicle.
また本発明において、好ましくは、ブラケットの前記支軸を車輪の回転中心を結ぶ線と前後方向において一致するように配置する。
このように構成することによって、前記ブラケットはアクチュエータと連動しながら前記支軸を中心に回動できるため、車輪、タイロッド及びブラケットは平行四辺形のリンク機構を構成し、ブラケットは、アクチュエータによって操舵される車輪と常に正確に同一方向を向くことができる。
In the present invention, preferably, the support shaft of the bracket is arranged so as to coincide with a line connecting the rotation centers of the wheels in the front-rear direction.
With this configuration, the bracket can rotate around the support shaft while interlocking with the actuator, so the wheel, tie rod, and bracket constitute a parallelogram link mechanism, and the bracket is steered by the actuator. Can always face in exactly the same direction.
また本発明において、好ましくは、保護輪が取り付けられたブラケットを車体を載置し支持する台車に取り付ける。
台車は車両において下部で車体を支持するものであり、その分だけ高強度を有し、場所的にも車輪及び保護軌道に近いので、同ブラケットを取り付けるのに好適である。
Moreover, in this invention, Preferably, the bracket with which the guard ring was attached is attached to the trolley | bogie which mounts and supports a vehicle body.
The carriage supports the vehicle body in the lower part of the vehicle, has a correspondingly high strength, and is close to the wheel and the protective track in terms of location, so it is suitable for mounting the bracket.
本発明によれば、車両の軌道上に保護軌道を設け、同保護軌道に非接触状態で遊嵌する少なくとも2個の保護輪を取り付けたブラケットを車両の下部に支軸を中心に回動可能に取り付け、同保護輪を同支軸を挟んで前後両側に少なくとも1個ずつ配置し、前記ブラケットの前方端部を前記タイロッドの動きと連動させ、同保護輪と前記保護軌道との隙間を、車両が前記軌道から外れる許容限界寸法より小さく設定したことにより、簡素化、軽量化されて、建設費及び保守費のコストダウンを図ることができ、軌道設備等地上設備の簡素化及びインフラコストの低減を達成し、かつ車両の直進性を良くし、走行安定性を向上させることができるとともに、車両の操舵系統に故障等が発生した場合でも、車両を安全に保護し、確実に乗客を運ぶことができ、安全性、信頼性を確保できるフェイルセイフ機能をも兼ね備えた操舵機構を実現することができる。 According to the present invention, a protective track is provided on the track of the vehicle, and a bracket having at least two protective wheels that are loosely fitted to the protective track in a non-contact state can be rotated around the support shaft at the lower portion of the vehicle. At least one guard wheel is arranged on each of the front and rear sides across the support shaft, the front end of the bracket is interlocked with the movement of the tie rod, and the gap between the guard wheel and the protection track is By setting the vehicle to be smaller than the allowable limit dimension that deviates from the track, the vehicle can be simplified and lightened, and the construction cost and maintenance cost can be reduced. It can achieve a reduction, improve the straightness of the vehicle, improve running stability, and protect the vehicle safely and carry passengers securely even if a failure occurs in the steering system of the vehicle This Can be safety, it is possible to realize a steering mechanism also has a fail-safe function of the reliability can be secured.
さらに少なくとも2個の保護輪を取り付けたブラケットを車両の下部に支軸を中心に回動可能に取り付けるとともに、同保護輪が前記支軸を挟んで前後両側に少なくとも1個ずつ配置し、前記ブラケットの前方端部を前記タイロッドの動きと連動させたことにより、ブラケットを車輪と同一方向に転向しやすくし、保護軌道のラインに沿う方向に容易に転向させることができるとともに、好ましくは、前方保護輪と支軸との間隔を後方保護輪と支軸との間隔より小さくしたことにより、前方保護輪の動きに対してタイロッドの動きの感度を高め、後方保護輪の動きに対しては逆にタイロッドの動きの感度を鈍らせることが可能となり、これによって車両の直進性を良くし、走行安定性を高めることができる。 Further, a bracket having at least two guard wheels is attached to the lower part of the vehicle so as to be rotatable around a support shaft, and at least one guard wheel is disposed on each of the front and rear sides of the support shaft. Since the front end of the bracket is interlocked with the movement of the tie rod, the bracket can be easily turned in the same direction as the wheel, and can be easily turned in the direction along the line of the protection track, and preferably the front protection. By making the distance between the wheel and the support shaft smaller than the distance between the rear protection wheel and the support shaft, the sensitivity of the movement of the tie rod to the movement of the front protection wheel is increased, and the movement of the rear protection wheel is reversed. The sensitivity of the movement of the tie rod can be dulled, thereby improving the straightness of the vehicle and improving the running stability.
本発明のフェイルセイフ機能付き操舵機構は、特許文献3に開示されたような操舵機構、即ち案内輪とガイドレール等からなる接触式の操舵機構を用いずに、車両が走行する軌道の全長に亘って当該車両の運転に必要な情報を記憶し、発信する複数の地上子を敷設しておき、当該車両が走行する際に、当該車両に設けられた制御装置が前記各地上子が発信する情報に基づいて、順次操舵指令を発し、当該操舵指令に従って車両に設けられた操舵装置が操舵を行なうような操舵システムと併用して適用されると、かかる操舵システムに信頼できるフェイルセイフ機構を付与することができ、特に好適である。
The steering mechanism with a fail-safe function according to the present invention has a steering mechanism as disclosed in
また本発明において、好ましくは、後輪においては、前方保護輪及び後方保護輪の支軸までの間隔を前輪と逆にすることにより、車両が後進する場合においても前進する場合と同様の作用効果を奏することができる。さらに前方保護輪及び後方保護輪と支軸との間隔を前輪と後輪とで逆転させ、車両の中央を基準として対称となる間隔とすれば、車両の前進及び後進の両方の場合において前述のフェイルセイフ機能及び操舵機能を良好に発揮することができる。 In the present invention, preferably, in the rear wheel, the distance from the front protective wheel and the rear protective wheel to the support shaft is reversed from that of the front wheel, so that the same effect as when the vehicle moves forward is achieved. Can be played. Further, if the distance between the front guard wheel and the rear guard wheel and the support shaft is reversed between the front wheel and the rear wheel, and the distance is symmetrical with respect to the center of the vehicle, the above-mentioned in both cases of forward and reverse travel of the vehicle. The fail-safe function and the steering function can be exhibited well.
さらに本発明において、好ましくは、ブラケットの前記支軸を車輪の回転中心を結ぶ線と前後方向において一致するように配置したことにより、車輪、タイロッド及びブラケットは平行四辺形を構成し、ブラケットは、アクチュエータによって操舵される車輪と常に同一方向を向くように制動することができる。
これによって保護輪は保護軌道内を保護軌道と接触せずに案内されるため、地上側との摩擦などによって車両に余分な荷重が加わることがない。
Further, in the present invention, preferably, the support shaft of the bracket is arranged so as to coincide with the line connecting the rotation center of the wheel in the front-rear direction, so that the wheel, the tie rod and the bracket constitute a parallelogram, It is possible to brake so as to always face the same direction as the wheel steered by the actuator.
As a result, the protective wheel is guided in the protective track without contacting the protective track, so that an extra load is not applied to the vehicle due to friction with the ground side or the like.
また本発明において、好ましくは、保護輪が取り付けられたブラケットを車体を載置し支持する高強度を有し、かつ車輪及び保護軌道に近い台車に取り付けることにより、同ブラケットが強固に保持されるとともに、保護輪による操舵作用が確実に車体に伝達される利点があり、同ブラケットの取り付け場所として好適である。 Further, in the present invention, preferably, the bracket is firmly held by attaching the bracket to which the protective wheel is attached to a carriage having a high strength for mounting and supporting the vehicle body and close to the wheel and the protective track. In addition, there is an advantage that the steering action by the protective wheels is reliably transmitted to the vehicle body, which is suitable as a mounting location of the bracket.
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例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く、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this example are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only.
図1は、本発明装置の第1実施例を示す全体説明図、図2の(a)、(b)及び(c)は、前記第1実施例における前輪ゴムタイヤの操舵機構を示す平面図、図3の(a)及び(b)は、同じく前輪ゴムタイヤの操舵機構を示す立面図及び側面図、図4は、同じく平面説明図、図5は、本操舵機構の一部拡大平面図、図6は、本操舵機構の保護輪の拡大斜視図、図7は、本操舵機構の一部である回転・並進運動変換機構の一例を示す説明図、図8は、本操舵機構による車両の挙動態様を示す説明図である。 FIG. 1 is an overall explanatory view showing a first embodiment of the apparatus of the present invention, and FIGS. 2A, 2B and 2C are plan views showing a steering mechanism of a front rubber tire in the first embodiment, 3 (a) and 3 (b) are an elevation view and a side view showing the steering mechanism for the front rubber tire, FIG. 4 is also a plan explanatory view, and FIG. 5 is a partially enlarged plan view of the steering mechanism. FIG. 6 is an enlarged perspective view of a protective wheel of the steering mechanism, FIG. 7 is an explanatory view showing an example of a rotation / translation motion conversion mechanism that is a part of the steering mechanism, and FIG. It is explanatory drawing which shows a behavior aspect.
本発明装置の第1実施例を示す図1〜図8において、1は、本発明のフェイルセイフ機能付き操舵機構2a及び2bを装備した車両であり、4a及び4bは車両1の下部に設けられた前輪ゴムタイヤ及び後輪ゴムタイヤであり、これらのゴムタイヤは、タイヤ中心軸に接続されたタイロッド5a及び5bの往復動によって左右方向に揺動する。6a及び6bは、タイロッド5a及び5bを往復動させるアクチュエータで、図3に示すように、車両1の下部で車体を支持する台車1aに取り付けられている。タイロッド5a、5bは、同アクチュエータの図示しない可動部に接続されて連動するロッド11aとタイヤ4aに接続された操舵ロッド13aとが回転ジョイント12aによって回動可能に接続されて、ロッド13aと前輪ゴムタイヤ4aとは常に同一方向を向いて転向するように固定接続されている。なお矢印aは、車両の進行方向を示す。
1 to 8 showing the first embodiment of the device of the present invention, reference numeral 1 denotes a vehicle equipped with the
以下第1実施例の操舵機構を前輪部分の機構に基づいて説明するが、後輪部分も同様の構成となっている。図2〜4において、21aは、本発明の操舵機構2の一部をなすブラケットであり、ブラケット21aは、台車1aに支軸24aにより回動可能に取り付けられており、ブラケット21aの下部には、支軸24aを挟んでその前後に2個の前方保護輪22a及び後方保護輪23aが回転可能に取り付けられている。タイロッド5a及び支軸24aの材質は、走行中にゴムタイヤ又は保護輪からの反力を受け止めるため、剛性の高い金属製とするのが望ましい。
Hereinafter, the steering mechanism of the first embodiment will be described based on the mechanism of the front wheel portion, but the rear wheel portion has the same configuration. 2-4, 21a is a bracket which forms a part of the steering mechanism 2 of the present invention, and the
図5及び図6に示すように、前方保護輪22a及び後方保護輪23aは、保護輪を回転可能に支持する軸受28及び中心軸26又は27を介して周面が保護軌道3の側壁に対向するようにブラケット21aに取り付けられる。保護輪の材質は、防振性と耐磨耗性の高いウレタン、ゴム、及びゴムタイヤなどに用いられているスチールベルトを用いた素材などを使用するのが望ましい。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
アクチュエータ6aの図示しない可動部には、ブラケット21aが連動するとともに、タイロッド5aが接続される構造となっている。しかしアクチュエータ可動部及びタイロッド5aが往復動するのに対して、ブラケット21aの先端部は円弧状の動きをするため、これら三者の接続部には、ブラケット21aの円弧状の動きを吸収しながらアクチュエータ6a及びタイロッド5aの往復動を可能する回転並進運動変換機構7aが設けられている。
A
回転並進運動変換機構7aは、精度良く運動を変換し、かつ保護輪とゴムタイヤなどからの外力を許容するために、剛性の高い金属製のリンク機構とすることが望ましい。これは従来公知の機構であり、一例として図7に示すようにラプソンスライダがあり、これはフェイルセイフ機構が回転運動を行なった場合に、タイロッド5aを回転ジョイント12aで結合し、並進運動を行なう。一般的にこの原理を用いた機構で、船の操舵器等に使用されている。またその他の例として、ラック及びピニオン、又はウォームギア及びウォームホィール等の歯車要素による運動変換機構を取り入れたものが用いられる。これらの機構において、並進運動の直角方向の移動量(回転運動の円弧の偏位)はオイルレスプレート、ゴムブッシュなどで許容するのが望ましい。
The rotational translational
ブラケット21aは、その支軸24aが前輪タイヤ4aを結ぶ線上b(図2(a)参照)に位置しているため、タイロッドのロッド11a及びタイヤ4aとともに平行四辺形のリンク機構を構成し、アクチュエータ6aの作動によって常にゴムタイヤ4aと同一方向を向きながら転向する。このことは後輪側も同様である。
図3(a)に示すように、保護軌道3は、路面8に対して溝状をなし、その中に保護輪22a、23aが挿入された状態になっているが、保護輪と保護軌道の側壁との間には、車両1がその軌道から左右にこれ以上偏向してはならない許容範囲より小さい隙間を有しており、操舵システムが正常な間は、保護輪は保護軌道の側壁に接触しないようになっている。また保護輪22a及び23a間には、保護輪を固定して強度を増す固定部材25aが連結されている。
Since the
As shown in FIG. 3A, the
かかる第1実施例の装置において、通常はアクチュエータ6aによって前輪ゴムタイヤ4aが操舵され、アクチュエータ6bによって後輪ゴムタイヤ4bが操舵されながら、車両1が走行する。前輪の場合前記構成に基づいて、図2に示すように、ブラケット21aもアクチュエータ6aとともに連動して前輪ゴムタイヤ4aと同一方向に向くため、前方保護輪22a及び後方保護輪23aは車両1の軌道上に設けられた保護軌道3内を保護軌道3の側壁と接触することなく移動する。
この第1実施例の操舵機構は、例えば特許文献3に開示されたような、軌道上に地上子を敷設してその地上子から地点情報を得て操舵を行なう操舵システムと併用してもよい。
In the apparatus of the first embodiment, the vehicle 1 travels while the
The steering mechanism of the first embodiment may be used in combination with a steering system such as that disclosed in
かかる装置において、操舵システムに異常が発生して、例えば車両1がその軌道を外れようとした場合には、保護輪22a、23aが保護軌道3の側壁に接触して車両1を制止するため、車両1がそれ以上軌道から外れることがない。
また保護軌道3の側壁と保護輪22a、23aとの間には、車両1がその軌道から左右にこれ以上偏向してはならない許容範囲より小さい隙間を有しているため、許容範囲から外れた車両1の脱線、偏向を確実に阻止することができる。
In such a device, when an abnormality occurs in the steering system, for example, when the vehicle 1 tries to go off the track, the
Further, since the vehicle 1 has a gap smaller than an allowable range between the side wall of the
このように第1実施例によれば、車両の操舵系統に故障等が発生した場合でも、車両を安全に保護し、確実に乗客を運ぶことができ、安全性、信頼性を確保できる。また極めて簡素な機構でフェイルセイフが達成できる。
特に特許文献3に開示されたように、ガイドレール等とそれに接触して操舵される案内輪等の機械的操舵手段を具備しない、地上子の地点情報を用いたパターン操舵制御システムに適用されば、同システムの安全性、信頼性を飛躍的に高めることができる。
As described above, according to the first embodiment, even when a failure or the like occurs in the steering system of the vehicle, the vehicle can be safely protected and the passenger can be reliably carried, and safety and reliability can be ensured. Also, fail safe can be achieved with an extremely simple mechanism.
In particular, as disclosed in
またブラケット21aの支軸24aがタイヤ4a間を結ぶ線上に配置されているため、タイロッド5aのロッド11a及び13aとともに平行四辺形をなすリンク機構を構成するため、ブラケット21aが常にゴムタイヤ4aと同一方向を保持しながら揺動する。従って保護輪22a、23aは、車両1の軌道に沿って転向するゴムタイヤと同様に、保護軌道3の方向に沿って転向するため、保護軌道3の側壁と接触することがなく、同側壁との摩擦などによって車両に余分な荷重が加わることがない。
Since the
第1実施例によれば、保護輪が取り付けられたブラケット21を車体を載置し支持するために高強度を有し、かつ車輪及び保護軌道に近い台車1aに取り付けたことにより、同ブラケットが強固に保持されるとともに、保護輪22、23による操舵作用が確実に車体に伝達される利点があり、同ブラケットの取り付け場所として好適である。
According to the first embodiment, the bracket 21 to which the protection wheel is attached has high strength for mounting and supporting the vehicle body, and is attached to the
また図3の(b)及び図4に示されているように、前方保護輪22a及び後方保護輪23aのそれぞれの支軸24aとの距離はa対b(a<b)となるように設定されている。前方保護輪22aの横方向の動きは、支軸24aからの前方保護輪22aまでの距離aと支軸24aからタイロッド5aまでの距離に比例してタイロッド5aに伝わる。これは後方保護輪23aでも同様である。a<bであるため、前方保護輪22aの横方向の動きは、後方保護輪23aの横方向の動きよりもより敏感に伝わる。
Further, as shown in FIGS. 3B and 4, the distance between the
これによって前方保護輪22aはリンク比a、後方保護輪23aはリンク比bに比例した操舵倍率でゴムタイヤ4aを操舵することができる。従って前方保護輪22aの横方向の動きは、タイロッド5aのロッド11a及び同ロッド11aを駆動するアクチュエータ6aの可動部の動きの感度を高め、一方後方保護輪23aの横方向の動きは、逆にこれらの動きの感度を鈍らせることが可能となり、これによって車両の直進性を良くし、走行安定性を高めることができる。後輪ゴムタイヤ4bにおいては、後述する図8の(b)及び(d)に示すように、リンク比について前輪ゴムタイヤの場合と逆に、前方保護輪22a及び後方保護輪23aのそれぞれの支軸24aとの距離はb対a(a<b)と車両中央を基準として前輪側と対称に設定されているので、車両1が後進する場合においても前進する場合と同様の作用効果を奏することができる。
As a result, the front
車両の操舵システムに異常が発生した場合における本実施例の操舵機構による車両1の操舵の態様を図8に基づいて説明する。図8において、車両1の前輪部分を示す(a)及び(c)においては、保護輪22a及び23aの支軸24aとの距離は、図3の(b)に示すように、a対b(a<b)となるように設定されており、車両1の後輪部分を示す(b)及び(d)においては、前輪部分とは逆に保護輪22b及び23bとの支軸24bとの距離はa対b(a<b)と逆に車両中央を基準として対称に設定されており、このため車両1が後進した場合でも、前進した場合と同じような作動態様をとるようになっている。
まず(a)は、車両の前輪部分において保護輪22aが保護軌道3の内軌側に切れ込み、前輪22aが保護軌道3の内側側壁に接触して機械的に操舵される場合の作動態様を示す。
また(b)は、車両の後輪部分において保護輪23bが保護軌道3の内軌側に切れ込み、保護軌道3の内側側壁と保護輪23bが接触して機械的に操舵される場合の作動態様を示す。
A manner of steering the vehicle 1 by the steering mechanism of the present embodiment when an abnormality occurs in the vehicle steering system will be described with reference to FIG. 8, in (a) and (c) showing the front wheel portion of the vehicle 1, the distance between the
First, (a) shows an operation mode in the case where the
(B) is an operation mode in the case where the
図8の(c)は、車両の前輪部分において、保護輪22aが保護軌道3の外軌側に切れ込み、前輪22aが保護軌道3の外側側壁に接触して機械的に操舵される場合の作動態様を示す。
また(d)は、車両の後輪部分において、保護輪23bが保護軌道3の外軌側に切れ込み、保護軌道3の外側側壁と保護輪23bが接触して機械的に操舵される場合の作動態様を示す。
実際の作動態様は、状況に応じて、車両の前輪部分の作動態様である(a)、(c)と後輪部分の作動態様である(b)、(d)が任意に組み合わされて発生する。
このように前記保護輪の操舵作用により、車両の操舵システムに異常が発生した場合でも良好な操舵機能を発揮できる。
FIG. 8C shows an operation in the case where the
(D) shows the operation when the
The actual operation mode is generated by arbitrarily combining (a), (c), which is the operation mode of the front wheel portion of the vehicle, and (b), (d), which is the operation mode of the rear wheel portion, depending on the situation. To do.
As described above, the steering function of the protective wheel can exhibit a good steering function even when an abnormality occurs in the vehicle steering system.
このように第1実施例の操舵機構によれば、そのフェイルセイフ機能により、車両の操舵系統に故障等が発生した場合でも、車両1の脱線、偏向を確実に阻止し、車両を安全に保護し、確実に乗客を運ぶことができ、安全性、信頼性を確保できるとともに、その操舵機構により、車両の簡素化、軽量化、及び軌道設備等値上設備の簡素化及びインフラコストの低減を達成することができるとともに、車両の直進性を良くし、走行安定性を高めることができる。 As described above, according to the steering mechanism of the first embodiment, the fail-safe function reliably prevents derailment and deflection of the vehicle 1 even when a failure occurs in the steering system of the vehicle, thereby protecting the vehicle safely. In addition to being able to carry passengers reliably and ensuring safety and reliability, the steering mechanism simplifies the vehicle, reduces its weight, simplifies the facilities in terms of track facilities, and reduces infrastructure costs. This can be achieved, and the straightness of the vehicle can be improved, and the running stability can be improved.
本発明によれば、予め定められた軌道に沿って走行し、前輪間又は後輪間に装架されたタイロッドを往復動させて前輪及び後輪を操舵する操舵機構を備えた車両に対し、簡単かつ安価な構造で、車両の直進性を良くし、走行安定性を高めることができる優れた操舵機能を発揮することができる。さらに操舵システムに異常が発生した場合でも、車両の暴走、脱軌道を確実に防止でき、乗客等の安全性及び信頼性を確保できるフェイルセイフ機能をも兼ね備えた長所を有する。 According to the present invention, for a vehicle having a steering mechanism that travels along a predetermined track and reciprocates a tie rod mounted between front wheels or between rear wheels to steer front wheels and rear wheels. With a simple and inexpensive structure, it is possible to improve the straightness of the vehicle and to exhibit an excellent steering function that can improve running stability. Furthermore, even when an abnormality occurs in the steering system, the vehicle has an advantage of having a fail-safe function that can surely prevent the vehicle from running away or derailing and ensure the safety and reliability of passengers and the like.
1 車両
2a、2b 操舵機構
3 保護軌道
4a 前輪ゴムタイヤ
4b 後輪ゴムタイヤ
5a、5b タイロッド
6a、6b アクチュエータ
7a 回転並進運動変換機構
8 路面
11a、31a ロッド
12a、32a 回転ジョイント
13a 操舵ロッド
21a ブラケット
22a、23a、22b、23b 保護輪
24a 支軸
25a 保護輪固定部材
27、28 中心軸
28 軸受
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記軌道上に保護軌道を設け、前記車両は、車両の前部及び後部の下部の、前輪側と後輪側のそれぞれに、車輪操舵方向に回動自在に軸支されたブラケットと、
前記前輪側のブラケットが前方端部でタイロッドの動きに連動し、前記後輪側のブラケットが後方端部でタイロッドの動きに連動するように、該前輪側と後輪側のそれぞれに、対応するブラケットの先端部と、前記往復動するアクチュエータの可動部と前記タイロッドとの三者を接続する回転並進運動変換機構とを具え、
前輪側と後輪側ブラケットを、その支軸が前輪及び後輪側の左右タイヤ中心を結ぶ線上に位置させ、前記アクチュエータ作動によってタイヤと同一方向を向きながら転向するように構成するとともに、前記保護軌道に非接触状態で遊嵌させた少なくとも2個の保護輪を前記支軸を挟んで前記前輪側と後輪側それぞれのブラケット前方及び後方に設け、前記回転並進運動変換機構を介してブラケットの前方端部を前記タイロッドの動きと連動させ、同保護輪と前記保護軌道との隙間を、車両が前記軌道から外れる許容限界寸法より小さく設定したことを特徴とする軌道系交通システムの操舵機構。 Travels along a predetermined trajectory, between the front wheels, in a vehicle having a steering mechanism which is reciprocated to steer the front wheels and rear wheels by mounted by an actuator tie rods longitudinally respectively between the rear wheels,
A protective track is provided on the track, and the vehicle has a bracket pivotally supported on each of the front wheel side and the rear wheel side of the front and rear portions of the vehicle so as to be rotatable in the wheel steering direction.
Corresponding to each of the front wheel side and the rear wheel side so that the front wheel side bracket is interlocked with the movement of the tie rod at the front end portion, and the rear wheel side bracket is interlocked with the movement of the tie rod at the rear end portion. A rotary translational motion conversion mechanism for connecting the tip of the bracket, the movable part of the reciprocating actuator and the tie rod;
The front wheel side bracket and the rear wheel side bracket are configured so that their support shafts are positioned on a line connecting the center of the left and right tires on the front wheel and rear wheel side, and are turned while facing the same direction as the tire by the operation of the actuator. At least two protective wheels loosely fitted on the track in a non-contact state are provided in front of and behind the brackets on the front wheel side and the rear wheel side with the support shaft interposed therebetween, and the brackets are connected via the rotary translational motion conversion mechanism. A steering mechanism for a track-type traffic system, wherein a front end portion is interlocked with the movement of the tie rod, and a clearance between the guard wheel and the protection track is set to be smaller than an allowable limit dimension for a vehicle to be off the track.
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