JP4939445B2 - 軌道系交通システムの分岐装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両が定められた軌道上を走行する軌道系交通システムにおいて、軌道に設けられた分岐部の省スペース化、分岐構造の簡素化及びコスト低減を可能にした分岐装置に関する。

従来、ゴムタイヤ等を装備し、無人化されて、車両が定められた軌道上を走行する軌道系交通システムにおいては、操舵方式として、サイドガイド方式とセンターガイド方式とがある。サイドガイド方式は、例えば特許文献１（特開２００６−２４１６８４号公報）に開示されている。

サイドガイド方式は、特許文献１の図２又は図６にも開示されているように、軌道の両側に設けたガイドレールに車両に取り付けられた案内輪を沿わせて車両を操舵するものであるが、軌道の分岐部で軌道の両側に設置した分岐構造が軌道幅方向のスペースを必要とする。そのため、分岐部において小曲線形状が難しく、曲率半径を大きく取る必要がある。その結果、緩やかな線形で軌道を設ける必要があり、分岐部のスペースを大きく取る必要がある。

従って、数十台の車両を収容し、多数の分岐部を有する車両基地にサイドガイド方式を採用すると、広い基地スペースを必要とする。また、サイドガイド方式では、分岐装置が大掛かりで複雑な構造となり、高コストとなるという問題がある。

特許文献２（特開２００６−２０５９４５号公報）には、センターガイド方式の分岐機構が開示されている。センターガイド方式は、軌道の中央域に設けられた案内溝に車両に設けられた案内輪を挿入して該案内溝により車両を操舵するものである。センターガイド方式の分岐機構は、軌道の両側にあまりスペースを必要としないため、分岐部の軌道の曲率半径を小さくすることができる。

特開２００６−２４１６８４号公報（図２、図６） 特開２００６−２０５９４５号公報

しかし、最近では分岐部で多分岐化の傾向にあり、ひとつの分岐部で多数の分岐路が枝別れする構造になりつつある。そのため、センターガイド方式であっても、分岐部の構造が大掛かりで複雑化し、広いスペースを必要としつつあり、分岐機構の簡素化、低コスト化及び省スペース化が求められている。

そこで、本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、車両が定められた軌道上を走行する軌道系交通システムにおいて、多分岐化された分岐部であっても分岐装置の構成を簡素化、低コスト化及び省スペース化することを目的とする。また、このような分岐部構成を実現することにより、多数の分岐部を有する車両基地の省スペース化及び低コスト化を達成することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の軌道系交通システムの分岐装置は、
車両が定められた軌道を走行する軌道系交通システムの分岐装置において、
前記軌道の幅方向の略中央部には軌道に沿って溝状をなして形成される保護軌道が設けられ、該保護軌道には車両の操舵機構に連動して保護輪が保護軌道内を非接触で移動するように設けられ、該操舵機構の異常時に前記保護輪が保護軌道に接触して車両を操舵するように構成され、
前記軌道が分岐軌道に接続された分岐部で車輪が停止する軌道上の走行面の停止領域を他の走行面と切り離して回動可能に構成し、該走行面の停止領域を車輪とともに分岐軌道方向に向くように水平に回転させる駆動装置を設け、
前記軌道が分岐軌道に接続された分岐部で保護輪が停止する停止領域を他の保護軌道と切り離して回動可能に構成し、該保護輪の停止領域を保護輪とともに分岐軌道方向側に向くように水平に回転させる駆動装置を設け、車輪と保護輪の停止領域をそれぞれ同時に同一方向に向くように回動させ、
前記軌道に車両の前輪と後輪間の間隔と同じ間隔を置いて２箇所の分岐部を設け、前方の分岐部に前輪用分岐軌道を接続すると共に、後方の分岐部に後輪用分岐軌道を接続し、前輪用分岐軌道と後輪用分岐軌道とを並列に設けると共に、前方の分岐部及び後方の分岐部の夫々の停止領域が同時に同一方向を向くように構成したことを特徴とするものである。

本発明は、前記のように、分岐部で車輪が停止する走行面の停止領域を回動（正逆方向に回転）可能に構成することによって、車輪が乗った状態の停止領域を進入すべき分岐軌道の方向に向けるようにしたものである。これによって、該停止領域及び該停止領域を回転駆動する駆動装置を設けた簡素な構成で、車輪を所望の分岐軌道にスムーズに進入させることができる。

このように、本発明によれば、分岐部で回動可能に設けられた停止領域及び該停止領域を回動させる駆動装置を設けただけの簡素な構成で、車輪を所望の分岐軌道に向けることができるので、車両が通過可能な分岐軌道の曲率半径を極小化することができる。
従って、分岐部の省スペース化と分岐装置の低コスト化を達成できる。また、分岐部の多分岐化に対しても容易に対応できる。

なお、本発明において、車輪が分岐軌道に接続された分岐部で停止する軌道上の走行面の停止領域を他の走行面と切り離して回動可能にし、さらに保護輪が停止する停止領域を他の保護軌道と切り離して回動可能にし、車輪と保護輪の両方の停止領域を同時に回動させるように構成することによって、車輪と保護輪とを分岐軌道の方向へ向ける操舵をスムーズに行なうことができる。

また、本発明は、軌道に車両の前輪と後輪間の間隔と同じ間隔を置いて２箇所の分岐部を設け、前方の分岐部に前輪用分岐軌道を接続すると共に、後方の分岐部に後輪用分岐軌道を接続し、前輪用分岐軌道と後輪用分岐軌道とを並列に設けると共に、前方分岐部及び後方分岐部に前記いずれかの停止領域を設け、該夫々の停止領域が同時に同一方向を向くように構成する。

かかる構成とすれば、車体を旋回させることなく、そのままの姿勢で平行移動したまま分岐軌道を走行することができる。そのため、車体及び車体内の乗客、荷物等に遠心力が働かない。従って、乗客に不快感を与えず、荷物を倒さない。また、車体に遠心力が働かないため、分岐軌道の前記軌道に対する傾斜角を大とすることができ、これによって、分岐領域を省スペース化することができる。

前記構成は、車両が並列配置された２本の並列軌道間に架設された分岐軌道に進入するときに好適である。前記構成とすれば、該並列軌道での走行姿勢のままでその姿勢を変えることなく分岐軌道に進入できるので、車体に全く遠心力が働かない。

また、本発明において、自車位置情報から軌道状態を判断する軌道状態判断手段を有し、該軌道状態判断手段によって判断された軌道状態に応じて該操舵機構への自動操舵指令を制御する制御手段と、を備え、保護輪が保護軌道内を非接触で移動するように自動操舵するように構成した車両に適用することができる。

これによって、保護輪が保護軌道内を常に非接触で移動する自動操舵が可能になる。そして、自動操舵機構に何らかの異常が発生した時に、保護輪は保護軌道内の内壁に接触するが、保護軌道にガイドされて移動するため、車両は軌道内の走行面から外れることはない。このように、自動操舵機構に何らかの異常が発生した時でも、車両が軌道から外れることがないフェイルセイフ機能をもつことができる。

かかる構成の自動操舵機構をもつ交通システムに本発明の分岐装置を適用すれば、曲率半径の小さい分岐軌道であっても、あるいは多数の分岐軌道を有する場合であっても、本発明の分岐装置が自動操舵機構の補助として働くので、確実に所望の分岐軌道を選択して走行することができる。従って、分岐部での走行安全性を飛躍的に向上できる。

本発明において、停止領域の駆動装置は、走行面および保護軌道に形成された停止領域の夫々に該停止領域を回転させる駆動アクチュエータを設けてなるようにしてもよい。駆動アクチュエータは、従来公知のものを用いればよい。例えば、電動又は油圧式のモータ、又は電動又は油圧式のシリンダ等を用いるとよい。

停止領域の駆動装置の別な構成例として、停止領域のひとつに該停止領域を回転させる駆動アクチュエータを設け、該停止領域と他の停止領域とをリンク機構を介して接続するようにしてもよい。これによって、１個のアクチュエータのみで左右の走行面及び保護軌道に設けられたすべての停止領域を回転駆動させることができるため、駆動装置を簡素化することができる。

また、停止領域の駆動装置のさらに別な構成例として、手動式の駆動手段を前記駆動装置と切替え可能に設けるようにしてもよい。これによって、駆動装置が故障した場合でも、手動で各停止領域を駆動することができる。

本発明の分岐装置によれば、車両が定められた軌道を走行する軌道系交通システムの分岐装置において、軌道が分岐軌道に接続された分岐部で車輪が停止する軌道上の走行面の停止領域を他の走行面と切り離して回動可能に構成し、さらに保護輪が停止する停止領域を他の保護軌道と切り離して回動可能にし、車輪と保護輪の両方の停止領域を車輪と保護輪とともに分岐軌道方向に向くように水平に回転させる駆動装置を設けたことにより、分岐部の構成を簡素化、低コスト化及び省スペース化することができると共に、分岐部の多分岐化に容易に対応することができる。
また、このような分岐部構成を、多数の分岐部を有する車両基地に適用することにより、車両基地の省スペース化及び低コスト化を達成できる。

また、本発明によれば、前記軌道の幅方向の略中央部には軌道に沿って溝状をなして形成される保護軌道が設けられ、該保護軌道には車両の操舵機構に連動して保護輪が保護軌道内を非接触で移動するように設けられ、該操舵機構の異常時に前記保護輪が保護軌道に接触して車両を操舵するように構成されるので、車両の自動操舵が可能になり、自動操舵機構に何らかの異常が発生した時でも、車両が軌道から外れることがないフェイルセイフ機能をもつことができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。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、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではない。

（実施形態１）
次に、本発明の第１実施形態を図１〜図１４に基づいて説明する。本実施形態の軌道系交通システムは、自動操舵機構を備えている。以下、その構成を図１〜図５に基づいて説明する。図１は自動操舵機構の平面説明図、図２は図１のＡ―Ａ断面図である。図３は自動操舵機構のシステムブロック図、図４は自動操舵機構の制御手順を示すフローチャート、図５は車両位置矯正手段において行なわれる制御手順を示すフローチャートである。

図１及び図２に示すように、本軌道系交通システム１０を備えた車両１２は、軌道１に沿って走行する。この軌道１の略中央部には、断面形状がＵ字状の保護軌道１４が路面１５に対して溝状をなして設けられている。このＵ字状の保護軌道１４は、Ｕ字形鋼を敷設することによって形成されている。

車両１２の前後の下部には、車両１２を支持する前輪台車１６、後輪台車（図示せず）が設けられている。この前輪台車１６には、前輪１８がキングピンにより左右に操舵可能となっている車軸が取り付けられている。前輪１８は、図示しないが中子式のゴムタイヤ２０が装着されて構成されている。また後輪台車には、後輪２２がキングピンにより左右に操舵可能となっている車軸が取り付けられる。後輪２２も、前輪１８同様に中子式のゴムタイヤが装着されている。

次に、操舵機構２６について、前輪１８側部分に絞って説明する。なお、後輪２２側についても同様の構成となる。
図１、図２に示すように、左前輪１８ａに接続されて前方に延びる前ステアリングアーム２８ａと、後方に延びる後ステアリングアーム３０ａとが設けられている。また、右前輪１８ｂには、後方に延びる後ステアリングアーム３０ｂが設けられている。左右輪の後ステアリングアーム３０ａ、３０ｂの後端部間には、タイロッド３２が架設されている。この後ステアリングアーム３０ａ、３０ｂとタイロッド３２とは、球面ジョイント３４によって回転可能に接合されている。

また、前ステアリングアーム２８ａの前端部には、アクチュエータ３６の可動ロッド３８の端部が球面ジョイント３４によって回転可能に接合している。このアクチュエータ３６は、前輪台車１６に取り付けられている。アクチュエータ３６の具体的構造については、例えば電動機とボールねじ構造であるが、並進運動をするものであればよく、空気圧または油圧式サーボシリンダ構造や、リニアモータ構造等のものであってもよい。

なお、タイロッド３２、後ステアリングアーム３０ａ、３０ｂによって、いわゆるアッカーマン・ジャント式リンク機構を構成し、旋回時の左右輪の旋回角度が適切にコントロールされる。また、タイロッド３２で左前輪１８ａと右前輪１８ｂが連動するため、左右輪の操舵が確実に行なわれる。

次に、保護輪４０について説明する。保護輪４０はセンターガイド方式で案内溝（本実施形態では保護軌道１４）にガイドされる案内輪の一形態である。保護輪４０は、正常運転時は後述する自動操舵機構により保護軌道１４の側壁１４ａに対して非接触状態で走行し、自動操舵機構の異常発生時に保護軌道１４の側壁１４ａに接触してガイドされる。

保護輪４０は、円筒形状をしており、保護アーム４２の前後端部の下面側に回転自在に支持されている。また、保護輪４０は、Ｕ字状断面の保護軌道１４の中に挿入され、その周面が保護軌道１４の側壁１４ａに対向するように配設される。保護輪４０の材質は、防振性と耐磨耗性の高いウレタンゴム、または、ゴムタイヤなどに用いられるスチールベルトを用いた素材などを使用したノーパンクタイヤが望ましい。

また、保護輪４０と保護軌道１４の側壁１４ａとの間には、車両１２がその軌道１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、操舵機構２６が正常な間は、保護輪４０は保護軌道１４の側壁１４ａに接しないようになっている。通常この保護輪４０と保護軌道１４との隙間は全幅で８０ｍｍ〜１００ｍｍ程度に設定されている。
保護アーム４２は、車両前後方向に延びた形状をし、前輪１８の車軸４４の下部にその中央部を回動可能に支持されて装着されている。

保護アーム４２の端部近傍と前ステアリングアーム２８ａの前端部とは、連動ロッド４６によって連結され、この連動ロッド４６と保護アーム４２とによって保護輪４０を前輪１８の操舵方向と同一の方向を向くように構成されている。

操舵機構２６は、アクチュエータ３６、可動ロッド３８、前ステアリングアーム２８ａ、後ステアリングアーム３０ａ、３０ｂによって構成され、また連動機構４８は、保護アーム４２、連動ロッド４６によって構成されている。

また、この前ステアリングアーム２８ａの前端部には、２連球面ジョイント５０が設けられ、この２連球面ジョイント５０によって、アクチュエータ３６の駆動部に連結された可動ロッド３８の端部と、連動ロッド４６の端部とが上下に重なった状態で前ステアリングアーム２８ａの前端部に接合している。

通常は制御手段６０からの操舵指令によって、アクチュエータ３６が作動して、アクチュエータ３６によって、左前輪１８ａに操舵力が作用し、前ステアリングアーム２８ａから後ステアリングアーム３０ａ、そこからタイロッド３２を介して右前輪１８ｂに操舵力が伝わる。また、アクチュエータ３６からの操舵力は、２連球面ジョイント５０から連動ロッド４６を介して保護アーム４２にも伝わり、アクチュエータ３６の動きに連動して保護輪４０も動き、前輪１８と同一方向に向く。このため、保護輪４０は、保護軌道１４内を保護軌道１４の側壁１４ａと接触することなく車両１２の移動とともに移動する。

次に、自動操舵機構による車両の運転制御について、図３〜図５を参照して説明する。
図３の制御システムブロック図に示すように、制御手段６０には、地点信号、自車位置情報、接触検知信号が入力される。

地点信号（地点情報）とは、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地上子から送られてくる信号をいう。送られてくる情報には、各地上子の識別番号、位置情報、軌道情報、および制御情報である。
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の位置に関する情報である。さらにその地上子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。

自車位置情報とは、自車がどこにいるかの信号であり、地上子間の距離をＧＰＳ（Ｇｌｏｖａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）情報、またはタイヤの回転数パルス信号、駆動モータの回転パルス信号等によって、補完して自車位置を算出した情報をいう。また、無線信号によって監視センタ、指令センタ等から自車位置情報を送信するようにしてもよい。

接触検知信号とは、保護アーム４２に取り付けられたリミットセンサ、保護輪４０の回転パルスセンサ、または操舵機構２６に設置された操舵トルクセンサ等によって、保護輪４０が保護軌道１４の側壁１４ａに接触したことを検知する信号である。

制御手段６０は、大きく分けて軌道状態判断手段６２と、その軌道状態判断手段６２によって、通常の線形の直線部、または曲線部と判断した場合の通常走行手段６４と、その通常走行手段６４による走行時に操舵機構２６等が故障した場合のフェイルセイフ手段６６と、軌道状態判断手段６２で駅部、分岐部と判断した場合の車両位置矯正手段６８とを備えている。
なお、この制御手段６０は、車両内に設置して制御してもよく、あるいは監視センタ、指令センタ等の車両外に設置して一括指令制御する制御システムを構築してもよい。

制御手順を図４のフローチャートを参照して説明する。まず、軌道状態判断手段６２は、地点信号（地点情報）、自車位置情報等に基づいて、軌道情報を判断する（Ｓ１）。この軌道情報判断手段６２で自車がどこにいるか、どのような軌道情報を走行中か、例えば、線形の直線部か、曲線部か、駅部か、分岐部か等を判断する。また、自車位置情報を基に、さらにこれから先何メートルに、例えば駅部、分岐部、急カーブ等の存在を予め判断することもできる。

軌道状態判断手段６２によって、通常の線形の直線部、曲線部であると判断した場合には、通常走行手段６４による制御が行なわれる。
通常走行手段６４では、自車位置情報から自車がどこを走行しているかを検出して、その自車位置と予め制御手段６０の記憶部に記憶されている走行軌道データと照らし合わせて、操舵パターンを決定する（Ｓ３）。そして自動操舵をオンし（Ｓ５）、操舵パターンによる自動操舵指令をアクチュエータ３６に送り自動操舵を開始する（Ｓ７）。その後、アクチュエータ３６を介して前輪１８を旋回して車両を案内する。

自動操舵による走行中に、接触検知信号に基づいて保護輪４０が保護軌道１４に接触したかを判断する（Ｓ９）。すなわち、操舵機構２６が故障した場合には、例えば、車両１２がその軌道０１から外れようとすると保護輪４０が保護軌道１４に接触して接触検知信号が発生する。Ｙｅｓの場合には、操舵機構２６が故障したと判断し、フェイルセイフ手段６６による制御が行なわれる。Ｎｏの場合には、操舵機構２６は、正常に作動していると判断し、操舵パターンによる自動操舵指令を継続し（Ｓ１０）、自動操舵を続ける。

フェイルセイフ手段６６による制御は、まず、自動操舵をオフし（Ｓ１１）、アクチュエータ３６による操舵を解除して操舵機構２６をフリー状態とする。その後、保護輪４０が、保護軌道１４に接触して、保護軌道１４の側壁１４ａに沿った保護アーム４２の動きによって前輪１８を旋回するように作用して、車両１２を操舵する。すなわち、保護輪４０と保護軌道１４とによる機械的ＦＢ（フィードバック）により車両１２を案内する（Ｓ１３）。そして、操舵指令値をリセットする（Ｓ１５）。
このようにフェイルセイフ手段６６によって、車両の操舵機構２６に故障等が発生した場合でも、車両を安全保護し、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。

軌道状態判断手段６２によって、駅部、分岐部、または駅部、分岐部前と判断した場合には、車両位置矯正手段６８による制御が行なわれる。
車両位置矯正手段６８による制御は、まず、自動操舵をオフし（Ｓ１７）、次に、図５に示すように、車両１２が、位置調整部材７０を保護軌道１４の両側側面に備えた車両位置矯正区間７２に到達すると、車両１２は、保護輪４０を介して位置調整部材７０によって形成される移動軌跡に強制的にセットされる。

すなわち、機械的強制ＦＢ（フィードバック）によって操舵系に初期位置をセットし、車両１２は、軌道面上で所定の位置にセットされる（Ｓ１９）。そして、自動操舵の操舵指令値がリセットされる（Ｓ２１）。その後、地上子から地点信号によって車両１２が、車両位置矯正区間７２を過ぎたと判断したとき（Ｓ２３）、自車位置情報に基づいて、新たに操舵パターンを決定する（Ｓ２５）。そして自動操舵をオンし（Ｓ２７）、新たな操舵パターンによる自動操舵指令をアクチュエータ３６に送り自動操舵を開始する（Ｓ２９）。

車両位置矯正手段６８における車両位置矯正区間７２の保護軌道１４の両側壁１４ａ間の幅は、保護輪４０と接触する幅に設定され、具体的には、保護輪４０よりも１ｍｍ〜５ｍｍ大きく寸法採りされている。また、車両位置矯正区間７２の保護軌道１４の長手方向の長さは、少なくとも車両長以上、好ましくは、車両長の１〜３倍の長さに設定される。

従って、車両１２が、車両位置矯正区間７２を通ると、保護輪４０が、保護軌道１４の両側壁に位置調整部材７０に接触することにより、保護軌道１４が形成する移動軌跡を通るように矯正される。そのため、車両１２が、さまざまな外乱により、左右への位置ずれ、またはヨー角（車両の進行方向に対する車両の長手方向軸の傾き）の発生等を起こしていた場合は、この車両位置矯正手段６８によって、初期の原点位置、あるいは所望の設定位置に矯正される。
車両位置矯正区間７２は、駅のブラットフォーム７４との間隔に合わせるため、各駅部に進入する手前の地点か、あるいは分岐箇所の手前、カーブの手前等が望ましい。

以上のように、軌道状態判断手段６２によって、軌道情報が直線部、曲線部、駅部、分岐部等のいずれかを判断して、通常走行手段６４による運転、車両位置矯正手段６８による運転、さらに、フェイルセイフ手段６６による運転を行うようにしたため、自動操舵走行の安全性、信頼性が向上するとともに、効率的な運転、高速運転を可能にすることができる。

また、保護輪４０が、保護軌道１４に接触して、保護輪４０によって車両１２を操舵する。すなわち、保護輪４０と保護軌道１４とによって車両１２を案内するため、車両の操舵機構２６に故障等が発生した場合でも、車両を安全保護し、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、タイロッド３２、前後ステアリングアーム２８、３０によって、ステアリング機構を構成し、一方の前輪１８へアクチュエータ３６を作用させる構成であるため、左右輪の操舵が確実に行なわれる。

次に、本実施形態の軌道１の分岐装置を図６〜図９に基づいて説明する。図６において、車両１２は図中左側から矢印ａ方向に走行する。軌道１は、分岐部８０で４本の分岐軌道１ａ〜ｄに分岐する。図７に示すように、軌道１は、左側車輪が走行する左側走行路盤１７と、右側車輪が走行する右側走行路盤１９と、これら走行路盤間の中央に設けられた保護軌道１４と、走行路盤１７、１９と保護軌道１４間にもうけられた凹部２３ａ、２３ｂとで構成されている（この自動操舵機構の詳細な構成は特開２００６−３０６３３４号公報を参照）。

分岐部８０において、左側走行路盤１７は４本の分岐路盤１７ａ〜ｄに分岐している。右側走行路盤１９は、４本の分岐賂盤１９ａ〜ｄに分岐している。そして、保護軌道１４も４本の分岐保護軌道１４ａ〜ｄに分岐している。４本の分岐保護軌道１４ａ〜ｄが分岐走行路盤１７ａ〜ｄ及び１９ａ〜ｄと交差する領域では、保護軌道の両側側壁に幅調整部材８１が設けられ、保護軌道の幅を狭くしている。これによって、走行路盤上を保護軌道上を交差して通る車輪が保護軌道内に落ち込むのを防止することができる。

例えば、該交差部以外の保護軌道１４の溝幅寸法は２５０ｍｍであり、該交差部では保護輪４０の外径１５０ｍｍに対し、保護輪４０の両側に１ｍｍずつの隙間が設けられる。

分岐部８０には、回転式分岐機構８２が設けられる。以下、回転式分岐機構８２の構成を図８に基づいて説明する。図８において、分岐部８０で車両１２が一旦停止する。そこで前輪１８が停止する位置に、左側回転板８３ａ及び右側回転板８３ｂが他の走行路盤とは別体に設けられる。

左側回転板８３ａ又は右側回転板８３ｂは、夫々の走行路盤１７又は１９に設けられた凹部に挿入され、それら回転板の上面は、夫々走行路盤１７又は１９の走行路面１５と同一高さの水平面を形成する。そして、それら回転板は回転軸８４ａ又は回転軸８４ｂを中心に回動可能に構成されている。なお、左側回転板８３ａ及び右側回転板８３ｂの両側には、これらが回転可能なように図示しない隙間が設けられている。

また、分岐部８０で車体の下部４１に取り付けられた保護アーム４２及び保護アーム４２に回転可能に取り付けられた保護輪４０が停止する位置に、回転保護軌道片８５が設けられている。回転保護軌道片８５は、両側の保護軌道１４とは別体に形成され、両側の保護軌道１４に連なり段差を生じない凹部８７と、凹部８７の両側に設けられた側壁８８ａ、８８ｂからなる。そして、回転軸８６を中心に回動可能に構成されている。なお、回転保護軌道片８５の両側には、回転保護軌道片８５の回動を可能にする図示しない隙間がもうけられている。

左右回転板８３ａ、８３ｂと回転保護軌道片８５とは、ボールジョイント８９を介してリンク９０ａ及び９０ｂで接続され、回転保護軌道片８５は分岐用駆動装置９１の出力軸に接続されて、矢印ｃ方向に回動されるように構成されている。分岐用駆動装置９１は、例えば、油圧式又は電動のシリンダで構成される。

かかる構成の本実施形態において、軌道１を矢印ａ方向に走行してきた車両１２は、分岐部８０で一旦停止する。そして、図９に示すように、左前輪１８ａが左側回転板８３ａ上に乗り、右前輪１８ｂが右側回転板８３ｂ上に乗り、保護アーム４２の両端に取り付けられた保護輪４０が回転保護軌道片８５の凹部８７内に収容された状態となる。そこで、分岐用駆動装置９１により回転保護軌道片８５を矢印ｂ方向に回転させ、進入すべき分岐軌道に向けるようにする。この時、リンク９０ａ及び９０ｂにより、同時に、左側回転板８３ａ及び右側回転板８３ｂも同一方向に回転する。

なお、この時、前記操舵機構２６のアクチュエータ３６は、左右前輪１８ａ、１８ｂ及び保護輪４０の動きを受け入れるように、アクチュエータ制御オフ状態としておく。即ち、回転式分岐機構８１による駆動により前輪１８ａ、１８ｂを受動的に旋回させる。ただし、アクチュエータ制御オン状態でも、保護輪４０の動きが支配的となって、前輪１８ａ、１８ｂを受動的に旋回させる。

そして、車両１２を発進させ、前輪１８ａ、１８ｂ及び前方保護輪４０ａを進入すべき所望の分岐軌道に乗り入れさせる。次に、分岐用駆動装置９１を操作して、左右回転板８３ａ、８３ｂ及び回転保護軌道片８５を元の位置に戻す。そして、車両１２を若干進めて、後輪２２ａ、２２ｂを左右回転板８３ａ、８３ｂに乗せ、後方保護輪４０ｂを回転保護軌道片８５に乗せる。そして、前輪１８側と同様の手順で進入すべき分岐軌道に乗り入れさせる。このようにして、車両１２を所望の分岐軌道に進入させる。

本実施形態によれば、前記自動操舵機構を有する車両１２に対して、回転式分岐機構８２を設けたことにより、所望の分岐軌道に確実に進入させることができる。これによって、分岐部走行時の安全性を飛躍的に向上できる。しかも、回転式分岐機構８２で車輪や保護輪４０を急角度で回転させることができるので、傾斜角の大きな分岐軌道にも対応できるので、分岐部８０の曲率半径を小さくすることができる。従って、分岐部８０の省スペース化と、分岐装置の簡素化及び低コスト化を達成できる。

また、本実施形態によれば、左右の分岐走行路盤１７ａ〜ｄ及び１９ａ〜ｄと交差する分岐保護軌道１４ａ〜ｄに幅調整部材８１を設けて、保護輪４０が通過可能な最小幅としたため、該分岐保護軌道上を交差して通過する車輪が該分岐保護軌道に落ち込むことを効果的に防止することができる。

なお、前記第１実施形態の変形例として、図１０に示すように、長方形状の車輪踏面９２を有する回転板を円形にした左右回転板８３ａ’、８３ｂ’としてもよい。かかる構成とすることにより、左右回転板８３ａ’、８３ｂ’と他の走行面１５との間で回転のための隙間をもうける必要がない。そのため、該隙間に車輪が落ち込んだり、あるいは異物が溜まったりすることがない。また、回転保護軌道片８５を支持する支持部を円板状に形成することもでき、これによって、同様の作用効果を得ることができる。

分岐用駆動装置９１の変形例を図１１〜図１４に基づいて説明する。先ず、第１の変形例を図１１に示す。図１１において、左右回転板８３ａ、８３ｂ及び回転保護軌道片８５の下方に電動式又は油圧式のモータ９３を配設し、回転保護軌道片８５の回転軸８６及び左右回転板８３ａ、８３ｂの回転軸８４ａ、８４ｂに電動又は油圧モータ９３の出力軸を接続してなるものである。

分岐用駆動装置９１の別の変形例を図１２に示す。図１２において、この変形例は、回転保護軌道片８５の下部に電動又は油圧モータ９３を配設し、回転保護軌道片８５の回転軸８６に電動又は油圧モータ９３の出力軸を接続し、回転保護軌道片８５の一端と左右回転板８３ａ、８３ｂの一端とをリンク９０ａ、９０ｂで接続してなるものである。この変形例は、回転保護軌道片８５と左右回転板８３ａ、８３ｂとをリンク９０ａ、９０ｂで接続することにより、１個の駆動装置を設けるだけで済む。

分岐用駆動装置９１のさらに別の変形例を図１３に示す。図１３において、この変形例は、回転保護軌道片８５及び左右回転板８３ａ、８３ｂの夫々に電動式又は油圧式のシリンダ９１の出力軸を接続してそれらを回動可能にしたものである。

図７、図１１、図１２又は図１３に示す回転式分岐機構８２の分岐用駆動装置９１又は９３は、車両１２の運転室で遠隔操作するようにするか、あるいは地上側に設置された制御盤等で操作できるように構成する。

分岐用駆動装置９１のさらに別の変形例を図１４に示す。図１４において、軌道１の側縁に手動式の転轍機９４を設け、該転轍機９４と回転保護軌道片８５の一端とをリンク９５で接続すると共に、回転保護軌道片８５と左右回転板８３ａ、８３ｂの一端とをリンク９０ａ、９０ｂで接続してなるものである。転轍機９４の操作レバー９４ａを作業員が手動で操作することにより、回転保護軌道片８５及び左右回転板８３ａ、８３ｂを回転させるようにしている。

なお、図７、図１１、図１２又は図１３に示す自動式の回転式分岐機構８２と図１４に示す手動式の回転式分岐機構８２とを並設し、切替え可能に併用するようにしてもよい。

また、前記第１実施形態は、保護軌道１４と保護輪４０を備えた自動操舵機構２６を有する軌道系交通システムに適用したものであるが、本発明は、かかる自動操舵機構を有さない機械式のセンターガイド方式を有する軌道系交通システムにも適用可能できることは言うまでもない。

（実施形態２）
次に、本発明を車両基地に適用した第２実施形態を図１５に基づいて説明する。図１５において、車両１２は、軌道１上を矢印ａ方向から車両基地１００内に進入する。図中、１０１は整備ラインであり、１０２は待機ラインである。車両基地１００内には多数の分岐部８０が存在するため、分岐部８０が占めるスペースによって車両基地１００の占めるスペースが大きく異なる。１４は保護軌道であり、保護軌道１４に車両１２の下部に設けられた保護輪４０が挿入された状態で車両１２が保護軌道１４に案内されて走行する。

本発明の分岐装置を車両基地１００に適用することによって、分岐部８０の曲率半径を小さくすることができる。そのため、軌道１を密集して配置できるため、車両基地１００全体の省スペース化を達成できるので、低コスト化を可能とする。

（実施形態３）
次に、本発明の第３実施形態を図１６及び図１７に基づいて説明する。図１６において、本実施形態は、本発明の分岐装置を２本の平行に配置された軌道１ｅと軌道１ｆ間を連結する分岐軌道２に適用したものである。本実施形態は、分岐部に、車両１２の前輪１８と後輪２２間の長さＬ_１に等しい間隔で、前輪用分岐部８０ａと後輪用分岐部８０ｂを配設している。前輪用分岐部８０ａ及び後輪用分岐部８０ｂの夫々に、図８に図示する回転式分岐機構８２が配設されている。なお、図１６では、回転式分岐機構８２の図示は省略されている。

分岐軌道２は、図示のように軌道１ｅと軌道１ｆに対して斜めに配置され、前輪用分岐部８０ａから分岐した分岐軌道２ａと後輪用分岐部８０ｂから分岐した分岐軌道２ｂとが平行に配置されている。即ち、分岐軌道２ａは、軌道１ｅの左側走行路盤１７ｅから分岐した左側分岐路盤１１７ａ、及び右側走行路盤１９ｅから分岐した右側分岐路盤１１９ａと、保護軌道１４ｅから分岐した分岐保護軌道１１４ａとで構成されている。

また、分岐軌道２ｂは、軌道１ｅの左側走行路盤１７ｅから分岐した左側分岐路盤１１７ｂ、及び右側走行路盤１９ｅから分岐した右側分岐路盤１１９ｂと、保護軌道１４ｅから分岐した分岐保護軌道１１４ｂとで構成されている。なお、左側分岐路盤１１７ｂは、分岐軌道２ａの右側分岐路盤１１９ａと重なり、１本の分岐路盤となっている。分岐軌道２ａ及び分岐軌道２ｂを構成する分岐賂盤１１７ａ、１１９ａ、１１９ｂ及び分岐保護軌道１１４ａ、１１４ｂはすべて互いに平行に配置されている。

そして、分岐軌道２の軌道１ｆとの合流部では、前輪用分岐部８０ａから分岐した左側分岐路盤１１７ａが軌道１ｆの左側走行路盤１７ｆに接続し、前輪用分岐部８０ａの右側分岐路盤１１９ａ及び後輪用分岐部８０ｂの右側分岐路盤１１９ｂが軌道１ｆの左側走行路盤１７ｆと接続した後、さらに右側走行路盤１９ｆまで延設されている。また、分岐軌道２ａの分岐保護軌道１１４ａ及び１１４ｂが軌道１ｆの保護軌道１４ｆに接続している。

かかる構成の本実施形態において、軌道１ａを矢印ａ方向に走行してきた車両１２が分岐部８０で分岐軌道２に分岐する動作手順を以下説明する。まず、車両１２は前輪１８ａ、１８ｂ及び前方保護輪４０ａが分岐部８０ａに位置し、後輪２２ａ、２２ｂ及び後方保護輪４０ｂが分岐部８０ｂに位置した所で停止する。次に、分岐部８０ａ及び８０ｂに設置された回転式分岐機構８２を操作して、回転保護軌道片８５及び左右回転板８３ａ、８３ｂを分岐軌道２の方向に向くように回転させる。これによって、車両１２の前後輪１８、２２及び前後方保護輪４０ａ、４０ｂが回転して分岐軌道２の方向に向く。

次に、車両１２を発進させて分岐軌道２に進入させる。この時、車両１２は前輪１８及び後輪２２が同時に分岐軌道２に乗り入れるために、車体の向きは変更されずに、軌道１ｅの方向を向いたままの姿勢で平行移動する。そして、分岐軌道２と軌道１ｆとの合流部１１０に到達する。

分岐軌道２ａと軌道１ｆの合流部１１０ａ及び分岐軌道２ｂと軌道１ｆとの合流部１１０ｂにも夫々回転式分岐機構８２が設けられているので、前輪１８及び後輪２２が、左右回転板８３ａ、８３ｂ上に乗り、前後方保護輪４０ａ、４０ｂが夫々前輪側及び後輪側回転保護軌道片８５上に乗る。ここで車両１２は一旦停止する。

そして、合流部１１０ａ及び１１０ｂに設けられた回転式分岐機構８２が回転し、前輪１８、後輪２２及び前後方保護輪４０ａ、４０ｂが軌道１ｆの方向に向けられる。その後車両１２を発進させる。

本実施形態によれば、車両１２を軌道１ｅから分岐軌道２に進入させる場合に、前輪１８と後輪２２を同時に分岐軌道２に乗り入れるようにするため、車両１２を旋回させずに、軌道１ｅの方向を向いたまま平行移動させることができる。従って、車両１２に遠心力が負荷されないので、車両１２及び車両１２内の乗客及び荷物等に遠心力が働かない。

図１７（ａ）は従来の車両の分岐軌道への進入の仕方を図示し、図１７（ｂ）は本実施形態による分岐軌道への進入の仕方を図示したものである。従来の場合の変更路線長Ｌ_２は、長くなるのに対して、本実施形態では、前述のように、前輪１８と後輪２２とが同時に分岐軌道に進入するので、本実施形態の変更路線長Ｌ_３は従来の変更路線長Ｌ_２より短くすることができる。

（実施形態４）
次に、前記第３実施形態の変形例を説明する。本実施形態は、図１８に示すように、前輪１８のステアリングアームと後輪２２のステアリングアームと接続する機械的リンク機構１２０ａ、１２０ｂを設けるようにする。該機械的リンク機構によって、前輪１８の回転動作を後輪２２に伝達し、前輪１８と後輪２２とが同一方向を向くように構成する。
代わりに、分岐部８０ｂにおいて、後輪２２ａ及び２２ｂの左右回転板８３ａ、８３ｂをなくしている。その他の構成は前記第３実施形態と同一である。

本実施形態では、機械的リンク機構１２０によって、分岐部８０で前輪１８と後輪２２とが同一方向を向くことができるため、後輪２２側の左右回転板８３ａ、８３ｂにかかる電動または油圧モータの駆動装置をなくすことができ、その分分岐装置の構成を簡素化することができる。なお、該機械的リンク機構１２０ａ、１２０ｂには、クラッチ１２１ａ、１２１ｂを設けて、分岐部８０以外での走行時には、該クラッチで該機械的リンク機構を解除し、左右回転板８３ａ、８３ｂに旋回バネ（腹芯ばね）を設けて保護輪４０ｂからの外力が無い場合は直進（定位置）状態を保持しておくようにする。

本発明によれば、軌道系交通システムにおいて、多分岐化された分岐部において、車両を確実かつ安全に走行できると共に、分岐装置の構成を簡素化、低コスト化及び省スペース化することができる。

本発明の第１実施形態に係る軌道系交通システムの操舵機構を示す平面視説明図である。 図１中のＡ−Ａ断面図である。 第１実施形態の操舵機構の制御システムブック図である。 第１実施形態の操舵機構の制御手順を示すフローチャートである。 第１実施形態の車両位置矯正手段を示す平面説明図である。 第１実施形態の分岐部８０の平面図である。 第１実施形態の分岐部８０の横断面図である。 第１実施形態の回転式分岐機構８２の平面図である。 第１実施形態の回転式分岐機構８２の動作を示す平面図である。 第１実施形態の回転式分岐機構８２に係る変形例の平面視説明図である。 第１実施形態の駆動装置に係る変形例の横断面図である。 第１実施形態の駆動装置に係る別な変形例の横断面図である。 第１実施形態の駆動装置に係るさらに別な変形例の横断面図である。 第１実施形態の駆動装置に係るさらに別な変形例の横断面図である。 本発明を車両基地に適用した第２実施形態に係る全体平面図である。 本発明の第３実施形態に係る分岐部の平面図である。 第３実施形態と従来例の分岐部の路線変更長を示す平面視説明図である。 本発明の第４実施形態に係る車両の操舵システムを示す平面視説明図である。

１、１ｅ、１ｆ 軌道
１ａ〜ｄ、２、２ａ、２ｂ 分岐軌道
１０ 軌道系交通システム
１２ 車両
１４、１４ｅ、１４ｆ 保護軌道（案内溝）
１４ａ〜ｄ、１１４ａ〜ｂ 分岐保護軌道（案内溝）
１５ 走行面
１７，１７ｅ、１７ｆ 左側走行路盤
１８ａ、１８ｂ 前輪
１９，１９ｅ、１９ｆ 右側走行路盤
２２ａ、２２ｂ 後輪
２６ 自動操舵機構
４０ 保護輪
４０ａ 前方保護輪
４０ｂ 後方保護輪
４８ 連動機構
６０ 制御手段
６２ 軌道状態判断手段
８０、８０ａ、８０ｂ 分岐部
８２ 回転式分岐機構
８３ａ 左側回転板（停止領域）
８３ｂ 右側回転板（停止領域）
８５ 回転保護軌道片（停止領域）
９１，９３ 駆動装置
９４ 転轍機
１２０ 機械的リンク機構（連動機構）

Claims (8)

1. 車両が定められた軌道を走行する軌道系交通システムの分岐装置において、
   前記軌道の幅方向の略中央部には軌道に沿って溝状をなして形成される保護軌道が設けられ、該保護軌道には車両の操舵機構に連動して保護輪が保護軌道内を非接触で移動するように設けられ、該操舵機構の異常時に前記保護輪が保護軌道に接触して車両を操舵するように構成され、
   前記軌道が分岐軌道に接続された分岐部で車輪が停止する軌道上の走行面の停止領域を他の走行面と切り離して回動可能に構成し、該走行面の停止領域を車輪とともに分岐軌道方向に向くように水平に回転させる駆動装置を設け、
   前記軌道が分岐軌道に接続された分岐部で保護輪が停止する停止領域を他の保護軌道と切り離して回動可能に構成し、該保護輪の停止領域を保護輪とともに分岐軌道方向側に向くように水平に回転させる駆動装置を設け、車輪と保護輪の停止領域をそれぞれ同時に同一方向に向くように回動させ、
   前記軌道に車両の前輪と後輪間の間隔と同じ間隔を置いて２箇所の分岐部を設け、前方の分岐部に前輪用分岐軌道を接続すると共に、後方の分岐部に後輪用分岐軌道を接続し、前輪用分岐軌道と後輪用分岐軌道とを並列に設けると共に、前方の分岐部及び後方の分岐部の夫々の停止領域が同時に同一方向を向くように構成したことを特徴とする軌道系交通システムの分岐装置。
2. 前記車両が、自車位置情報から軌道状態を判断する軌道状態判断手段を有し、該軌道状態判断手段によって判断された軌道状態に応じて前記操舵機構への自動操舵指令を制御する制御手段を備え、保護輪が保護軌道内を非接触で移動するように自動操舵されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の軌道系交通システムの分岐装置。
3. 車輪の停止領域および保護輪の停止領域を回転させる駆動装置が、前記停止領域の夫々に該停止領域を回転させる駆動アクチュエータを設けてなることを特徴とする請求項１または２記載の軌道系交通システムの分岐装置。
4. 車輪の停止領域および保護輪の停止領域を回転させる駆動装置が、前記停止領域のひとつに該停止領域を回転させる駆動アクチュエータを設け、該停止領域と他の停止領域とをリンク機構を介して接続してなることを特徴とする請求項１または２記載の軌道系交通システムの分岐装置。
5. 手動式の駆動手段を前記駆動装置と切替え可能に設けたことを特徴とする請求項３または４記載の軌道系交通システムの分岐装置。
6. 前記保護軌道から分岐した分岐保護軌道が分岐軌道と交差する領域では分岐保護軌道の両側側壁間の幅を狭くして分岐軌道上を走行する車輪が落ち込むのを防止するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の軌道系交通システムの分岐装置。
7. 前記前輪用分岐軌道と前記後輪用分岐軌道はそれぞれ右側分岐路盤と左側分岐路盤とによって構成されたことを特徴とする請求項１記載の軌道系交通システムの分岐装置。
8. 前記車両は、機械的リンク機構によって、前輪の回転動作を後輪に伝達し前輪と後輪とが同一方向を向くように構成されていることを特徴とする請求項１記載の軌道系交通システムの分岐装置。

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