(57)【要約】【課題】台車枠の水平部と車軸枠の位置に制約されずに、より大型のダンパーを用いることができ、かつ左右の減衰特性とバネ特性のばらつきをなくすことができ、メンテナンスを不要にできる台車懸架装置を提供する。【解決手段】車体１０を上部に載せる水平部を有する台車枠１３と、車体の幅方向に水平に延びその両端に走行車輪７が取り付けられる車軸枠１４と、台車枠と車軸枠に両端が回転可能に固定され、台車枠に対し車軸枠を上下動可能に連結するトレーリングアーム１５と、台車枠の水平部と車軸枠との間に位置し、内圧により車体の高さを調整する空気バネ１６と、車軸枠１４の上下運動及び傾動運動を単一の前後方向運動に変換して減衰する単一のモノダンパー装置３０とを備える。【選択図】図５
2010202110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体を上部に載せる台車枠と、
車体の幅方向に水平に延びその両端に走行車輪が取り付けられる車軸枠と、
前記台車枠と車軸枠との間に位置し、内圧により車体の高さを調整する空気バネと、
前記車軸枠の上下運動及び傾動運動を単一の前後方向運動に変換して減衰する単一のモノダンパー装置と、を備えたことを特徴とする台車懸架装置。
【請求項２】
前記モノダンパー装置は、走行車輪毎に設けられその上下運動を１対の幅方向運動に変換する１対の第１リンク機構と、
前記１対の幅方向運動を単一の前後方向運動に変換する単一の第２リンク機構と、
前記前後方向運動を減衰させる単一の水平ダンパー装置とからなる、ことを特徴とする請求項１に記載の台車懸架装置。
【請求項３】
前記第１リンク機構は、下端が車軸枠の走行車輪取付部近傍に回転可能に取り付けられ上方に延びる第１入力ロッドと、
前後方向軸を中心に揺動可能であり、一端が前記第１入力ロッドの上端に回転可能に取り付けられ、他端が幅方向に揺動する第１方向変換リンクとからなり、
前記第２リンク機構は、一端が前記第１方向変換リンクの他端に回転可能に取り付けられ、水平かつ幅方向内方に互いに交差して延び、他端が互いに回転可能に取り付けられた１対のコネクティングロッドと、
一端が前記１対のコネクティングロッドの他端に回転可能に取り付けられ、水平かつ前後方向に延びる第２入力ロッドと、
鉛直軸を中心に揺動可能であり、一端が前記第２入力ロッドの他端に回転可能に取り付けられ、他端が前後方向に揺動する第２方向変換リンクとからなり、
前記水平ダンパー装置は、一端が第２方向変換リンクの他端に回転可能に取り付けられ、他端が台車枠の水平部に取り付けられる、ことを特徴とする請求項２に記載の台車懸架装置。
【請求項４】
前記水平ダンパー装置は、互いに並列に配置されたダンパーとバネからなる、ことを特徴とする請求項１に記載の台車懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新交通システムの車体を支持する台車懸架装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無人運転可能な交通システムが、近年、空港や都市部などで近距離の交通システムとして実用化されている。以下、かかる交通システムを「新交通システム」と呼ぶ。
【０００３】
図１は、新交通システムで使用される車両の一例を示す図である。この図において、１は集電装置、２は電源レール、３はガイド車輪、４はガイドレール、５は分岐車輪、６は走行路、７は走行車輪、８は連結金具、９は分岐レールである。
【０００４】
この車両の走行車輪７はゴムタイヤであり、コンクリート製の走行路６の上面を走行する。走行路６はこの図では左右に２つに分離しているが一体型であってもよい。
ガイド車輪３は車両の両側に設けられ、左右両側に設けられたガイドレール４に沿って案内され、同時に走行車輪７もガイドレール４に沿ってステアリングされ、市街地内の急なカーブ（例えば半径５０ｍ）の通行ができるようになっている。
走行路の分岐点には、分岐車輪５の作用両面を案内する分岐レール９が分岐する側に設けられ、片側のガイドレール４によるガイドを、分岐レール９による分岐車輪５のガイドに替えて、分岐側の走行路に分岐する。すなわち、ガイド車輪３はガイドレール４に、分岐車輪５は分岐レール９に当接しながら分岐する。
また、車両への電力供給は、車両の両側に設けられた集電装置１に左右いずれかに設けられた電源レール２から常時供給するようになっている。
【０００５】
図２は新交通システムの車両側面図である。この図に示すように、新交通システムの車体１０は、車両の進行方向前後に前後対称に設置された２台の台車懸架装置１２の上に載せられる。
【０００６】
図３は図２の台車懸架装置の拡大図である。この図において、台車懸架装置１２は、台車枠１３、車軸枠１４、トレーリングアーム１５、空気バネ１６、ダンパー１７、及びトーションバー１８からなる。
【０００７】
車体１０は２台の台車枠１３に載せられる。台車枠１３は上述した操舵機構によりガイドレール４に沿ってステアリングされる。車軸枠１４は、幅方向に水平に延び、その両端に走行車輪７が回転可能に固定される。走行車輪７は、車軸枠１４内に設けられた駆動機構により回転駆動される。トレーリングアーム１５は、２本の平行リンクからなり、その両端が台車枠１３と車軸枠１４に回転可能に固定され、台車枠１３に対し車軸枠１４が上下動できるようになっている。空気バネ１６は、台車枠１３の水平部と車軸枠１４との間に挟持され、内圧により車体１０の高さを調整する。ダンパー１７は、レールから伝達され走行車輪７（タイヤ）で吸収できない上下方向の振動を吸収する。トーションバー１８は、左右の車軸枠１４を連結して車体１０の傾きを低減するようになっている。
【０００８】
なお、本出願に関連する台車は、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−１１５７６５号明細書、「１軸ボギー台車」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図４は上述した従来の台車懸架装置のモデル図である。なお、この図では、図３におけるトレーリングアーム１５及びトーションバー１８を省略している。
上述したように、従来の台車懸架装置１２は、車軸を有する車軸枠１４と台車枠１３の間にバネ・ダンパー系の懸架装置を備えている。すなわち、従来の台車懸架装置１２は、１つの車軸枠１４に対し、車軸枠１４を支える２組（４本）のトレーリングアーム１５、２台のダンパー１７、２台の空気バネ１６、及び１本のトーションバー１８によって機能している。
【００１１】
上述した従来の台車懸架装置では、ダンパーの減衰特性を均等に調整する必要がある。すなわち、左右のダンパー１７の減衰性能にばらつきがあった場合、入力時の応答性能がばらつき、車体の振動特性が安定しない問題点があった。また、台車のメンテナンス時に、台車懸架装置１台あたり左右のダンパー１７のメンテナンスが必要となる。
また、上述したように、空気バネ１６は車体１０の高さを調整するために用いるため、車体１０の乗り心地は、ダンパー１７の減衰特性とバネ特性に主として依存する。しかし、従来の台車懸架装置では、使用可能なダンパーの長さ及び直径が、台車枠１３の水平部と車軸枠１４の位置で制約されるため、現状以上のダンパーを適用できない問題点があった。
【００１２】
本発明は上述した従来の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、台車枠の水平部と車軸枠の位置に制約されずに、より大型のダンパーを用いることができ、かつ左右の減衰特性とバネ特性のばらつきをなくすことができ、メンテナンスを不要にできる台車懸架装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、車体を上部に載せる台車枠と、
車体の幅方向に水平に延びその両端に走行車輪が取り付けられる車軸枠と、
前記台車枠と車軸枠との間に位置し、内圧により車体の高さを調整する空気バネと、
前記車軸枠の上下運動及び傾動運動を単一の前後方向運動に変換して減衰する単一のモノダンパー装置と、を備えたことを特徴とする台車懸架装置が提供される。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記モノダンパー装置は、走行車輪毎に設けられその上下運動を１対の幅方向運動に変換する１対の第１リンク機構と、
前記１対の幅方向運動を単一の前後方向運動に変換する単一の第２リンク機構と、
前記前後方向運動を減衰させる単一の水平ダンパー装置とからなる。
【００１５】
また、前記第１リンク機構は、下端が車軸枠の走行車輪取付部近傍に回転可能に取り付けられ上方に延びる第１入力ロッドと、
前後方向軸を中心に揺動可能であり、一端が前記第１入力ロッドの上端に回転可能に取り付けられ、他端が幅方向に揺動する第１方向変換リンクとからなり、
前記第２リンク機構は、一端が前記第１方向変換リンクの他端に回転可能に取り付けられ、水平かつ幅方向内方に互いに交差して延び、他端が互いに回転可能に取り付けられた１対のコネクティングロッドと、
一端が前記１対のコネクティングロッドの他端に回転可能に取り付けられ、水平かつ前後方向に延びる第２入力ロッドと、
鉛直軸を中心に揺動可能であり、一端が前記第２入力ロッドの他端に回転可能に取り付けられ、他端が前後方向に揺動する第２方向変換リンクとからなり、
前記水平ダンパー装置は、一端が第２方向変換リンクの他端に回転可能に取り付けられ、他端が台車枠の水平部に取り付けられる。
【００１６】
また、前記水平ダンパー装置は、互いに並列に配置されたダンパーとバネからなる、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
上記本発明の構成によれば、両端に走行車輪が取り付けられる車軸枠の上下運動及び傾動運動を単一の前後方向運動に変換して減衰する単一のモノダンパー装置を備えるので、このモノダンパー装置をスペース的に余裕がある台車枠の中央部に前後方向に配置することにより、台車枠と車軸枠の位置に制約されずに、より大型のダンパーを用いることができる。
また、単一のモノダンパー装置を構成する単一のダンパーとバネで車軸枠の上下運動及び傾動運動を減衰できるので、左右の減衰特性とバネ特性のばらつきをなくすことができ、そのためのメンテナンスを不要にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】新交通システムで使用される車両の一例を示す図である。
【図２】新交通システムの車両側面図である。
【図３】図２の台車懸架装置の拡大図である。
【図４】従来の台車懸架装置のモデル図である。
【図５】本発明の台車懸架装置のモデル図である。
【図６】本発明の台車懸架装置の作動説明図である。
【図７】本発明の台車懸架装置の別の作動説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２０】
図５は、本発明の台車懸架装置のモデル図であり、（Ａ）は図４と同様の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における矢視図である。なお、この図において、トレーリングアーム１５及びトーションバー１８の図示を省略している。
【００２１】
この図において、本発明の台車懸架装置は、台車枠１３、車軸枠１４、トレーリングアーム１５（図３参照）、空気バネ１６及びトーションバー１８を備える。
台車枠１３は、水平部（図３参照）を有し、この水平部の上部に車体１０を載せるようになっている。
車軸枠１４は、車体１０の幅方向（図で左右）に水平に延び、その両端に走行車輪７が取り付けられる。
トレーリングアーム１５（図３参照）は、台車枠１３と車軸枠１４に両端が回転可能に固定され、台車枠１３に対し車軸枠１４を上下動可能に連結する。
空気バネ１６は、台車枠１３の水平部と車軸枠１４との間に位置し、内圧（例えば空気圧）により車体の高さを調整するようになっている。
トーションバー１８（図３参照）は、左右の車軸枠１４を連結して車体１０の傾きを低減するようになっている。
なお、本発明において、トレーリングアーム１５及びトーションバー１８は必須ではなく、台車枠１３に対し車軸枠１４を上下動可能に連結する限りで、その他の構成であってもよい。
【００２２】
図５において、本発明の台車懸架装置は、さらに単一のモノダンパー装置２０を備える。
モノダンパー装置２０は、車軸枠１４の上下運動及び傾動運動を単一の前後方向運動に変換して減衰するようになっている。
【００２３】
この図において、モノダンパー装置２０は、１対の第１リンク機構２１、単一の第２リンク機構２４、および単一の水平ダンパー装置３０からなる。
【００２４】
１対の第１リンク機構２１は、この例ではそれぞれ、第１入力ロッド２２と第１方向変換リンク２３からなる。
第１入力ロッド２２は、下端２２ａが車軸枠１４の走行車輪取付部近傍に回転可能に取り付けられ、上方に延びる。
第１方向変換リンク２３は、前後方向軸２３ｃを中心に揺動可能であり、一端２３ａが第１入力ロッド２２の上端２２ｂに回転可能に取り付けられ、他端２３ｂが幅方向に揺動する。
【００２５】
上述した第１リンク機構２１の構成により、車軸枠１４の上下運動を１対の幅方向運動に変換することができる。
なお、第１リンク機構２１の構成は、この例に限定されず、走行車輪毎に設けられその上下運動を１対の幅方向運動に変換できる限りで、その他の機構であってもよい。
【００２６】
単一の第２リンク機構２４は、この例では、１対のコネクティングロッド２５、第２入力ロッド２６、および第２方向変換リンク２７からなる。
１対のコネクティングロッド２５は、一端２５ａが第１方向変換リンク２３の他端２３ｂに回転可能に取り付けられ、水平かつ幅方向内方に互いに交差して延び、他端２５ｂが互いに回転可能に取り付けられる。１対のコネクティングロッド２５の交差角度は、一方又は両方の一端２５ａが、幅方向外方に移動すると、他端２５ｂが水平ダンパー装置３０の方向に移動するように設定されている。
第２入力ロッド２６は、一端２６ａが１対のコネクティングロッド２５の他端２５ｂに回転可能に取り付けられ、水平かつ前後方向に延びる。
第２方向変換リンク２７は、鉛直軸２７ｃを中心に揺動可能であり、一端２７ａが第２入力ロッド２６の他端２６ｂに回転可能に取り付けられ、他端２７ｂが前後方向に揺動するようになっている。
【００２７】
上述した第２リンク機構２４の構成により、第１リンク機構２１の１対の幅方向運動を単一の前後方向運動に変換することができる。
なお、第２リンク機構２４の構成は、この例に限定されず、第１リンク機構２１の１対の幅方向運動を単一の前後方向運動に変換することができる限りで、その他の機構であってもよい。
【００２８】
水平ダンパー装置３０は、一端３０ａが第２方向変換リンク２７の他端２７ｂに回転可能に取り付けられ、他端３０ｂが台車枠１３の水平部に取り付けられる。水平ダンパー装置３０は、この例では、互いに並列に配置されたダンパー３２とバネ３４（例えばコイルバネ）からなる。
この構成により、単一の水平ダンパー装置３０により、第２リンク機構２４の前後方向運動を減衰させることができる。
なお、水平ダンパー装置３０の構成は、この例に限定されず、第２リンク機構２４の前後方向運動を減衰させることができる限りで、その他の機構であってもよい。
【００２９】
図６は、本発明の台車懸架装置の作動説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における矢視図である。この図は、左右の走行車輪７に同時に上向きの入力（上下運動）が入力された場合を示している。
この図に示すように、本発明の台車懸架装置に上向きの入力（矢印で示す）が同時にあった場合、第１入力ロッド２２から第１方向変換リンク２３を介してコネクティングロッド２５の一端２５ａを左右方向に開こうとする向きに合力が発生する。さらに、この合力により、第２入力ロッド２６を水平かつ前後方向に移動し、第２方向変換リンク２７を介して、水平ダンパー装置３０を作動させることができる。
【００３０】
図７は、本発明の台車懸架装置の別の作動説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における矢視図である。この図は、右の走行車輪７のみに上向きの入力（傾動運動）が入力された場合を示している。
この図に示すように、本発明の台車懸架装置への入力（矢印で示す）が片輪だけの場合、コネクティングロッド２５が片側に寄った状態となって開くので２次入力ロッド２６を水平かつ前後方向に移動し、第２方向変換リンク２７を介して、水平ダンパー装置３０を作動させることができる。
【００３１】
上述した本発明の構成によれば、両端に走行車輪７が取り付けられる車軸枠１４の上下運動及び傾動運動を単一の前後方向運動に変換して減衰する単一のモノダンパー装置３０を備えるので、このモノダンパー装置３０をスペース的に余裕がある台車枠１３の中央部に前後方向に配置することにより、台車枠１３の水平部と車軸枠１４の位置に制約されずに、より大型のダンパーを用いることができる。
また、単一のモノダンパー装置３０を構成する単一のダンパーとバネで車軸枠の上下運動及び傾動運動を減衰できるので、左右の減衰特性とバネ特性のばらつきをなくすことができ、そのためのメンテナンスを不要にできる。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００３３】
１  集電装置、２  電源レール、３  ガイド車輪、
４  ガイドレール、５  分岐車輪、６  走行路、
７  走行車輪、８  連結金具、９  分岐レール、
１０  車体、１２  台車懸架装置、
１３  台車枠、１４  車軸枠、１５  トレーリングアーム、
１６  空気バネ、１７  ダンパー、１８  トーションバー、
２０  モノダンパー装置、２１  第１リンク機構、
２２  第１入力ロッド、２２ａ  下端、２２ｂ  上端、
２３  第１方向変換リンク、
２３ａ  一端、２３ｂ  他端、２３ｃ  前後方向軸、
２４  第２リンク機構、
２５  コネクティングロッド、２５ａ  一端、２５ｂ  他端、
２６  第２入力ロッド、２６ａ  一端、２６ｂ  他端、
２７  第２方向変換リンク、
２７ａ  一端、２７ｂ  他端、２７ｃ  鉛直軸、
３０  水平ダンパー装置、３０ａ  一端、３０ｂ  他端、
３２  ダンパー、３４  バネ（コイルバネ）
【図１】
2010202110.tif 000003
【図２】
2010202110.tif 000004
【図３】
2010202110.tif 000005
【図４】
2010202110.tif 000006
【図５】
2010202110.tif 000007
【図６】
2010202110.tif 000008
【図７】
2010202110.tif 000009