(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向の両側に配設された弾性を有する走行輪を、フレームに各々弾性支持する一対の一次支持部と、
前記フレームと車体との間に配設され、前記一対の一次支持部と前記車体とを、前記フレームを介して一体に弾性支持する二次支持部と、を有し、
前記走行輪のばね剛性をｋ１、前記一次支持部のばね剛性をｋ２、前記二次支持部のばね剛性をｋ３とすると、
ｋ１＞ｋ２＞ｋ３
に設定されていることを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用サスペンション装置において、
前記一次支持部のばね剛性は、前記走行輪のばね剛性に対して１／２以上２／３以下に設定されていることを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項３】
車幅方向の両側に配設された弾性を有する走行輪を、フレームに各々弾性支持する一対の一次支持部と、
前記フレームと車体との間に配設され、前記一対の一次支持部と前記車体とを、前記フレームを介して一体に弾性支持する二次支持部と、を有し、
前記一次支持部のばね剛性は、前記走行輪のばね剛性に対して１／２以上２／３以下に設定されていることを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用サスペンション装置において、
前記一次支持部は、
前記走行輪と前記フレームとを上下方向に相対変位可能に連結する第１懸架機構と、
前記第１懸架機構と前記フレームとの間に配置された弾性部材と、を備えていることを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の車両用サスペンション装置において、
前記二次支持部は、
前記車体と前記フレームとの間に配置された空気ばねと、
前記空気ばねへの給排気を行い、前記空気ばねの上下方向に沿う高さを調整する給排気機構と、を備え、
前記給排気機構は、前記車体に対する前記一次支持部及び前記二次支持部の上下方向に沿う全体の変位に基づいて前記空気ばねへの給排気を行うことを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項３に記載の車両用サスペンション装置において、
車幅方向の両側に配設された走行輪が前記一次支持部によって各々弾性支持される独立懸架方式であることを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車両用サスペンション装置において、
前記独立懸架方式は、ダブルウィッシュボーン方式であることを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項８】
請求項６に記載の車両用サスペンション装置において、
前記独立懸架方式は、スウィングアクスル方式であることを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項９】
前記走行輪と、
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、
前記走行輪と前記車体との間に配設された請求項１から請求項８の何れか１項に記載の車両用サスペンション装置と、を備えていることを特徴とする走行台車。
【請求項１０】
前記車体と、
前記車体の下部に設けられた請求項９記載の走行台車と、を備えていることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用サスペンション装置、走行台車、及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
バスや鉄道以外の新たな交通手段として、ゴムタイヤ等の弾性を有する走行輪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。
【０００３】
軌道系交通システムの車両は、車体下部の前後に一対の走行台車が設けられた構成とされている。
走行台車は、左右一対の走行輪と、走行輪を支持する車軸と、軌道に沿って設けられた案内レールに案内される案内装置と、を備え、案内装置の案内輪が案内レールに案内されることで、各走行輪が操舵されて軌道上を走行するようになっている。
【０００４】
ここで、車体の下面を構成する台枠と、車軸を支持するサブフレームと、の間には、車体に対する走行台車の上下方向への変位を許容して、軌道上を走行する走行輪からの振動が車体に伝わるのを抑制するための懸架装置が設けられている（例えば、下記特許文献１参照）。
具体的に、走行台車に用いられる懸架装置としては、車体の台枠及びサブフレームのばね受け間に配置された空気ばねと、台枠及びばね受け間を接続する平行リンク機構と、を備えたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１３−５０９３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した軌道系交通システムの車両では、各走行台車に設けられた一対の走行輪によって車体の荷重を支持する必要がある。そのため、軌道系交通システムの車両では、バス等に比べて走行輪のタイヤ内圧を高くし、走行輪一つあたりの負担荷重を確保する等の方法が用いられている。
【０００７】
しかしながら、走行輪のタイヤ内圧を高くすると、走行輪のばね剛性（ばね定数）と、空気ばねのばね剛性と、の差が大きくなる。また、走行輪のばね剛性が高くなると、軌道から走行輪に入力される振動の周波数が高くなり、このような高周波数の振動を空気ばねで吸収することが難しい。その結果、走行輪に入力される振動（ゴツゴツ感）が床上振動として車体に伝達されるという課題がある。
【０００８】
一方、空気ばねのばね剛性を小さくした場合には、車体に対する走行台車の上下変位が大きくなることで、台枠側とばね受け側との接触により衝撃が発生するおそれがある。
また、走行輪は、上述したように負担荷重を確保する関係で、タイヤ内圧を低くすることが難しく、ばね剛性の低減にも限界がある。
【０００９】
なお、軌道は、耐久性等の観点からコンクリートを用いることが一般的であり、その場合には平坦性管理にも限界がある。
また、上述した課題は、車軸と案内装置の重心との前後方向に沿う距離が大きくなる従い、また軌道系交通システムの高速化に伴って顕著になる。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、走行輪のばね剛性を維持した上で、床上振動を抑制できる車両用サスペンション装置、走行台車、及び車両の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用サスペンション装置では、車幅方向の両側に配設された弾性を有する走行輪を、フレームに各々弾性支持する一対の一次支持部と、前記フレームと車体との間に配設され、前記一対の一次支持部と前記車体とを、前記フレームを介して一体に弾性支持する二次支持部と、を有していることを特徴とする。
【００１２】
そして、このような構成の車両用サスペンション装置によれば、一次支持部及び二次支持部の二重の支持部により、走行輪と車体との間がフレームを介して直列に弾性支持されることになる。これにより、走行輪及び一次支持部の全体のばね剛性が、走行輪のみのばね剛性に比べて小さくなる。その結果、走行輪及び一次支持部の全体のばね剛性と、二次支持部のばね剛性と、の差を小さくできるので、走行輪に入力される振動を二次支持部の前段で吸収して、床上振動として車体に伝わるのを抑制できるので、乗り心地を向上させることができる。
この場合、走行輪のばね剛性（内圧）を維持することができるので、走行輪の負担荷重を確保できる。また、二次支持部のばね剛性も低下させる必要がないので、車体側とフレーム側との接触も防止できる。
【００１３】
さらに、車幅方向の両側に配設された走行輪が一次支持部によって各々弾性支持される独立懸架方式を採用することで、各走行輪が一体に支持される構成（例えば、車軸懸架方式）に比べて一次支持部下の重量を小さくできる。これにより、軌道（路面）の凹凸に追従する重量を小さくすることができ、走行輪に入力される振動エネルギーを小さくできる。その結果、良好な乗り心地を確保できる。
また、独立懸架方式を採用することで、軌道の凹凸に対する走行輪の追従性を向上させ、走行輪と軌道との接地状況を改善することができる。その結果、走行輪のスリップや空転を抑制して走行輪の摩耗を抑制できるとともに、走行を安定させることができる。
【００１４】
また、前記走行輪のばね剛性をｋ１、前記一次支持部のばね剛性をｋ２、前記二次支持部のばね剛性をｋ３とすると、ｋ１＞ｋ２＞ｋ３に設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、走行輪と二次支持部とのばね剛性の差に比べて、走行輪と一次支持部とのばね剛性の差を小さくできるので、軌道から走行輪に入力される高周波振動を一次支持部により効果的に吸収することができる。
【００１５】
また、前記一次支持部のばね剛性は、前記走行輪のばね剛性に対して１／２以上２／３以下に設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、一次支持部のばね剛性を、走行輪のばね剛性に対して１／２以上に設定することで、一次支持部のばね剛性と走行輪のばね剛性との差を小さくすることができるため、軌道から走行輪に入力される高周波振動を一次支持部によって効率的に吸収できる。
一方、一次支持部のばね剛性を、走行輪のばね剛性に対して２／３以下に設定することで、一次支持部の変位量を抑え、車体の空車−積車時における車体の床面高さの差を小さくすることができる。
【００１６】
さらに、前記一次支持部は、前記走行輪と前記フレームとを上下方向に相対変位可能に連結する第１懸架機構と、前記第１懸架機構と前記フレームとの間に配置された弾性部材と、を備えていてもよい。
また、前記二次支持部は、前記車体と前記フレームとの間に配置された空気ばねと、前記空気ばねへの給排気を行い、前記空気ばねの上下方向に沿う高さを調整する給排気機構と、を備え、前記給排気機構は、前記車体に対する前記一次支持部及び前記二次支持部の上下方向に沿う全体の変位に基づいて前記空気ばねへの給排気を行う構成であってもよい。
この構成によれば、一次支持部に対する車体の上下方向に沿う相対変位に基づいて空気ばねへの給排気を行うことで、一次支持部及び二次支持部全体の変位を空気ばねの高さで調整することができる。この場合、車体の空車−積車時における車体の床面高さの差を小さくすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る走行台車では、前記走行輪と、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、前記走行輪と前記車体との間に配設された上記本発明の車両用サスペンション装置と、を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、上記本発明の車両用サスペンション装置を備えているため、走行輪から入力される振動が、床上振動として車体に伝わるのを抑制できるので、軌道の平坦性や、車軸と案内装置の重心との距離に関わらず、乗り心地を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る車両では、前記車体と、前記車体の下部に設けられた上記本発明の走行台車と、を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、走行輪から入力される振動が、床上振動として車体に伝わるのを抑制できるので、乗り心地を向上させることができる。また、車両の高速化も実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車両用サスペンション装置、走行台車、及び車両では、走行輪のばね剛性を維持した上で、床上振動を抑制できるので、走行輪の負担荷重を確保した上で、快適な乗り心地を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態におけ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。
【図２】図１のＡ１矢視図である。
【図３】図１のＢ１−Ｂ１線に沿う断面図である。
【図４】図１のＣ１−Ｃ１線に沿う断面図である。
【図５】走行台車の振動モデルである。
【図６】第２実施形態における図２に相当する正面図である。
【図７】図６のＢ２−Ｂ２線に沿う断面図である。
【図８】図６のＣ２−Ｃ２線に沿う断面図である。
【図９】第３実施形態におけ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。
【図１０】図９のＢ３−Ｂ３線に沿う断面図である。
【図１１】図９のＣ３−Ｃ３線に沿う断面図である。
【図１２】第４実施形態におけ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。
【図１３】図１２のＡ４矢視図である。
【図１４】図１２のＢ４−Ｂ４線に沿う断面図である。
【図１５】図１２のＣ４−Ｃ４線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１〜図４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。
【００２２】
＜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Ｄ方向を前方、矢印Ｄ方向と逆方向を後方とする。さらに、左右方向のうち、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に向かう方向を内側といい、サブフレーム１１から離間する方向を外側という。
【００２３】
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。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。
【００２４】
＜走行台車＞
図１〜図４に示すように、走行台車２は、サブフレーム（フレーム）１１に回転可能に支持された左右一対の動力伝達軸１２（図２参照）と、各動力伝達軸１２により回転力を伝達されるタイヤ（走行輪）１３と、案内レール６に案内される案内装置１４と、案内装置１４の変位に応じてタイヤ１３を操舵する操舵機構１５（図１参照）と、車体３の台枠３ａとタイヤ１３との間に配置された懸架装置（車両用サスペンション装置）１６と、を備えている。
サブフレーム１１は、図２に示すように前後方向から見た正面視でＴ字状とされ、左右方向（車幅方向）の中央部に位置する基部２１と、基部２１の上端部から左右方向の両側に向けてそれぞれ延びる一対のばね受け２２と、を備えている。なお、基部２１内には、図示しないモータ等の駆動源からの回転動力を動力伝達軸１２に伝達するための、減速歯車及びディファレンシャルギヤ等の図示しない歯車機構が収容されている。
【００２５】
図２に示すように、各動力伝達軸１２は、左右方向に沿って延在しており、その左右方向の内側端部が首振り可能なジョイント２３を介して基部２１内の歯車機構に連結されている。すなわち、歯車機構を介して駆動源から伝達された回転動力が、動力伝達軸１２に分配されて各動力伝達軸１２が回転するようになっている。
【００２６】
各動力伝達軸１２における左右方向の外側端部は、首振り可能なジョイント２４を介してタイヤ取付軸２７に連結されている。各タイヤ取付軸２７は、上下方向に沿って延在するキングピン２６（図１参照）周りに揺動可能に構成されている。すなわち、キングピン２６は、タイヤ１３の操舵軸としての機能を有している。
【００２７】
各タイヤ取付軸２７には、ゴム等の弾性を有する材料からなるタイヤ（走行輪）１３が各別に取り付けられている。なお、タイヤ１３としては、例えば内部に中子が収納された中子式のタイヤ１３を用いてもよく、また一般のトラックやバス等に用いられる中子なしのタイヤ１３を用いても構わない。
中子式のタイヤ１３は、タイヤ１３の交換時に専用の治具や工具が必要となり、交換作業も難しい。よって、タイヤ１３として一般のトラックやバスに用いられる中子なしのタイヤ１３を使用することで、コスト低減やタイヤの交換作業の手間を低減することが可能となる。
【００２８】
（案内装置）
図１に示すように、案内装置１４は、案内枠３１と、上下方向に沿って延びる旋回軸Ｏ１周りに案内枠３１を旋回可能に支持する旋回軸受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、左右方向に沿って延びる一対の横梁３５と、を備えている。
【００２９】
縦梁３４は、前後方向に沿う両端部がタイヤ１３よりも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、左右方向の両端部が各タイヤ１３よりも外側に位置しており、タイヤ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、左右方向の両端部には、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Ｏ２周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の下方に分岐案内輪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。
【００３０】
旋回軸受３２は、サブフレーム１１と案内枠３１との間に配置され、案内枠３１をサブフレーム１１に対して旋回軸Ｏ１周りに旋回可能としている。なお、図示の例において、旋回軸Ｏ１には、案内枠３１の前後及び左右の中央部が位置している。
【００３１】
（操舵機構）
操舵機構１５は、旋回軸Ｏ１周りの案内枠３１の旋回に連動して、タイヤ１３の操舵角を変えるものであって、各キングピン２６を基準にしてタイヤ１３（タイヤ取付軸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。
【００３２】
ステアリングロッド４２は、左右方向に沿って延在するとともに、その外側端部はステアリングアーム４１の前端部にピン結合され、内側端部は案内枠３１にピン結合されている。
すなわち、案内枠３１が旋回軸Ｏ１を中心として旋回すると、旋回に伴ってステアリングロッド４２が変位し、ステアリングアーム４１を介してタイヤ取付軸２７をキングピン２６周りに回転させる。これにより、タイヤ１３が操舵されるようになっている。
【００３３】
（懸架装置）
図２に示すように、懸架装置１６は、上述した各タイヤ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１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２懸架機構５２（図３参照）と、上述した台枠３ａとばね受け２２との間に配置された左右一対の空気ばね５３と、第１懸架機構５１とばね受け２２との間に配置された弾性部材５４と、を備えている。
【００３４】
第１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、左右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、左右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、左右方向の内側端部はサブフレーム１１の基部２１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。なお、アッパアーム６１は上方から見た平面視でＡ字状に形成しても構わない。この場合、アッパアーム６１のうち、Ａ字状の頂点部分はキングピン２６（外側端部）にピン結合され、Ａ字状の分岐部分はサブフレーム１１の基部２１（内側端部）にピン結合される。
【００３５】
ロアアーム６２は、上方から見た平面視でＨ字状とされ、左右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、左右方向の内側端部はサブフレーム１１の基部２１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。なお、ロアアーム６２は、上方から見た平面視でＡ字状に形成しても構わない。この場合、ロアアーム６２のうち、Ａ字状の頂点部分はキングピン２６（外側端部）にピン結合され、Ａ字状の分岐部分はサブフレーム１１の基部２１（内側端部）にピン結合される。
第１懸架機構５１は、軌道５の凹凸によってタイヤ１３が上下方向に変位した際、タイヤ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。
【００３６】
弾性部材５４は、ゴム等からなり、各アッパアーム６１の上面と、各ばね受け２２の下面と、の間に各別に配設されている。弾性部材５４は、第１懸架機構５１の変位等に伴い弾性変形することで、タイヤ１３に入力される振動をサブフレーム１１に伝達される前段で吸収しうるように構成されている。そして、第１懸架機構５１（一対のアッパアーム６１及びロアアーム６２）、一対の弾性部材５４、及びばね受け２２により、タイヤ１３を各々弾性支持する一対の一次支持部を構成している。
【００３７】
ここで、上述したタイヤ１３のばね剛性をｋ１、弾性部材５４のばね剛性をｋ２とすると、弾性部材５４のばね剛性ｋ２は、タイヤ１３のばね剛性ｋ３に対して１／２以上２／３以下に設定することが好ましい。弾性部材５４のばね剛性ｋ２を、タイヤ１３のばね剛性ｋ１に対して１／２以上に設定することで、弾性部材５４のばね剛性とタイヤ１３のばね剛性ｋ１との差を小さくすることができるため、軌道５からタイヤに入力される高周波振動を弾性部材５４によって効率的に吸収できる。
一方、弾性部材５４のばね剛性ｋ２を、タイヤ１３のばね剛性ｋ１に対して２／３以下に設定することで、弾性部材５４の変位量を抑え、車体３の空車−積車時における車体３の床面高さの差を小さくすることができる。
【００３８】
図３、図４に示すように、第２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２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２懸架機構５２は、タイヤ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。
【００３９】
空気ばね５３は、その上端部が台枠３ａに取り付けられ、下端部がばね受け２２の上端に取り付けられている。この空気ばね５３は、車体３に対するタイヤ１３の相対的な上下振動を緩和する。なお、空気ばね５３のばね剛性をｋ３とすると、上述したタイヤ１３のばね剛性ｋ１、及び弾性部材５４のばね剛性ｋ２との関係は、空気ばね５３のばね剛性ｋ３が最も小さく、タイヤ１３のばね剛性ｋ１が最も大きくなるように設定されている（ｋ１＞ｋ２＞ｋ３）。
そして、各第２懸架機構５２、各空気ばね５３及びばね受け２２により、サブフレーム１１を介して上述した一対の一次支持部及び車体３を、サブフレーム１１を介して一体に弾性支持する二次支持部を構成している。
【００４０】
また、台枠３ａと各ばね受け２２との間には、両者間の上下方向の距離を調整するための高さ調整装置８１が設けられている。この高さ調整装置８１は、台枠３ａの下部にブラケット３ｂを介して固定された高さ調整弁８２と、この高さ調整弁８２の回転軸８２ａに取り付けられたハンドル８３と、ハンドル８３及び上述したアッパアーム６１にそれぞれピン結合された調整ロッド８４と、を備えている。なお、調整ロッド８４の下端部は、アッパアーム６１のうち、タイヤ取付軸２７寄りに配設されたブラケット６１ａを介してアッパアーム６１に連結されている。また、調整ロッド８４の下端部は、第１懸架機構５１に連結されていれば、アッパアーム６１に限らず、ロアアーム６２に連結されていても構わない。
【００４１】
ところで、乗客の乗降により車体３の重量に変化すると、車体３とアッパアーム６１との相対位置が上下方向に変化する。高さ調整装置８１では、車体３の相対位置が変化すると、高さ調整弁８２の位置が車体３と一緒に変化し、それに伴いハンドル８３が高さ調整弁８２に対して回転して、高さ調整弁８２に内蔵されたバルブが開閉し、図示しない空気源からの空気が空気ばね５３に対して給排気される。これにより、空気ばね５３の内圧（ばね剛性ｋ３）が調整されることで、空気ばね５３の高さを一定に保ち、車体３の床面高さが一定に保たれる。
特に、本実施形態では、台枠３ａとアッパアーム６１との間に高さ調整装置８１が設けられているため、車体３に対する走行台車２全体の上下方向に沿う相対位置を検出することができる。すなわち、空気ばね５３及び弾性部材５４の全体の変位を、空気ばね５３の高さで調整することができる。この場合、車体３の空車−積車時における車体３の床面高さの差を小さくすることができる。
【００４２】
ここで、本実施形態の走行台車２では、第１懸架機構５１及び弾性部材５４からなる一次支持部と、第２懸架機構５２及び空気ばね５３からなる二次支持部と、の二重の支持部により、タイヤ１３と車体３との間が弾性支持されることになる。この場合、本実施形態の走行台車２は、タイヤ１３と弾性部材５４との間に配置された一次ばね下部材（第１懸架機構５１やタイヤ取付軸２７等）の質量をｍ１、弾性部材５４と空気ばね５３との間に配置された二次ばね下部材（第２懸架機構５２やサブフレーム１１等）の質量をｍ２とすると、例えば図５に示すような振動モデルで示すことができる。すなわち、本実施形態の走行台車２は、タイヤ１３、弾性部材５４、空気ばね５３によるばね系が、一次ばね下部材及び二次ばね下部材によるマス系に直列に接続された３自由度のばね・マス系を構成する。
【００４３】
このように、本実施形態では、一次支持部及び二次支持部の二重の支持部により、タイヤ１３と車体３との間がサブフレーム１１を介して直列に弾性支持されることになる。これにより、タイヤ１３及び弾性部材５４の全体のばね剛性が、タイヤ１３のみのばね剛性に比べて小さくなる。その結果、タイヤ１３及び弾性部材５４の全体のばね剛性と、空気ばね５３のばね剛性ｋ３と、の差を小さくできるので、タイヤ１３に入力される振動を空気ばね５３の前段で吸収して、床上振動として車体３に伝わるのを抑制できる。よって、軌道５の平坦性や、動力伝達軸１２と案内装置１４の重心との距離に関わらず、乗り心地を向上させることができる。
この場合、タイヤ１３のばね剛性ｋ１（内圧）を維持することができるので、タイヤ１３の負担荷重を確保できる。また、空気ばね５３のばね剛性ｋ３も低下させる必要がないので、台枠３ａ側とばね受け２２側との接触も防止できる。
【００４４】
しかも、タイヤ１３、弾性部材５４及び空気ばね５３のばね剛性ｋ１〜ｋ３が、この順で小さくなっているため、タイヤ１３と空気ばね５３のばね剛性ｋ１，ｋ３の差に比べて、タイヤ１３と弾性部材５４のばね剛性ｋ１，ｋ２の差を小さくできる。これにより、軌道５からタイヤ１３に入力される高周波振動を弾性部材５４によって効果的に吸収できる。
【００４５】
また、本実施形態では、左右方向の両側に配設された一対のタイヤ１３が第１懸架機構５１及び弾性部材５４によって各々弾性支持される独立懸架方式を採用することで、各タイヤ１３が一体に支持される構成（例えば、車軸懸架方式）に比べて一次ばね下部材の重量を小さくできる。これにより、軌道５の凹凸に追従する重量を小さくすることができ、タイヤ１３に入力される振動エネルギーを小さくできる。その結果、良好な乗り心地を確保できる。
また、独立懸架方式を採用することで、軌道５の凹凸に対するタイヤ１３の追従性を向上させ、タイヤ１３と軌道５との接地状況を改善することができる。その結果、タイヤ１３のスリップや空転を抑制してタイヤ１３の摩耗を抑制できるとともに、走行を安定させることができる。
【００４６】
さらに、独立懸架方式を採用することで、例えば、各アッパアーム６１と各ばね受け２２間に位置する部分（弾性部材５４が配設された部分）の高さをライナーで調整することで、左右のタイヤ１３間での輪重を独立して調整できる。これにより、左右のタイヤ１３間での輪重差が調整し易くなり、左右のタイヤ１３間で偏摩耗や耐久性のばらつきを均一にすることができる。これにより、タイヤ１３の保守費の軽減や、タイヤ交換に掛かる保守作業費を削減し、メンテナンス性を向上させることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、第１懸架機構５１として、ダブルウィッシュボーン方式の第１懸架機構５１を採用する構成とした。
この構成によれば、アッパアーム６１及びロアアーム６２の２本のアームが、サブフレーム１１とキングピン２６とにそれぞれピン結合されるので、タイヤ１３の上下方向への変位に基づくキャンバ―角の変化を最小限に抑えることができる。これにより、軌道５との接地状況を確実に改善することができる。
また、上述したように２本のアーム６１，６２を備えているので、各アーム６１，６２のスムーズで安定した揺動が可能になり、ローリング（車体３の前後軸周りの回転）時の中心を設定し易い。
【００４８】
さらに、本実施形態では、第２懸架機構５２として、平行リンク機構の第２懸架機構５２を採用する構成とした。
この構成によれば、２本のリンク（上リンク７１及び下リンク７２）により、懸架枠７３とサブフレーム１１との間を結合するので、比較的軽量なリンクを採用することが可能になる。
また、各リンク７１，７２の長さをライナーで調整することで、キングピン２６のキャスター角（前後方向への傾き）の調整や、案内輪３３、案内装置１４の前後上下の位置の調整も可能になる。
さらに、本実施形態のように各リンク７１，７２を軌道５に対して傾斜して配置することで、車両１の加減速時において、タイヤ１３の接地部に作用する反力により、各リンク７１，７２に作用する力に上下方向の分力が発生する。この分力は、加減速時に車体３を左右軸周りに回転（ピッチング変位）させようとする慣性モーメントに対して、逆向きのモーメントとして車体３に作用する。このため、加減速時におけるピッチング変位を抑制し、乗り心地を安定させることができる。
【００４９】
そして、本実施形態の懸架装置１６では、第１懸架機構５１及び第２懸架機構５２による二重の懸架機構を採用することで、上述した各懸架機構５１，５２それぞれの特性を互いに活かすことができる。
【００５０】
また、本実施形態の車両１（走行台車２）では、上述した懸架装置１６を備えているため、タイヤ１３のばね剛性を維持した上で、床上振動を抑制できる。その結果、タイヤ１３の負担荷重を確保した上で、快適な乗り心地を実現できる。また、車両１の高速化も実現することができる。
【００５１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１懸架機構としてスイングアアクスル方式を採用した点で、上述した第１実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し説明を省略する。
図６〜８に示すように、本実施形態の車両１００において、第１懸架機構１０１は、動力伝達軸１２の下方を左右方向に沿って延びるアーム１０２を左右一対で備えている。アーム１０２のうち、左右方向の内側端部はサブフレーム１１の基部２１にピン結合され、外側端部はキングピン２６に固定されている。また、アーム１０２には、上方に向けて突出する台座部１０３が設けられ、この台座部１０３の上面とばね受け２２の下面との間に弾性部材５４が配設されている。
【００５２】
本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、スイングアクスル方式の第１懸架機構１０１を採用することで、上述したダブルウィッシュボーン方式の第１懸架機構５１（図１）に比べて、部品点数の削減や構成の簡素化を図ることができる。
また、上述したダブルウィッシュボーン方式の第１懸架機構５１（図１）に比べて、摩耗部品も少なく、保守を行い易い。
さらに、アーム１０２を動力伝達軸１２の下方に配置することで、アーム１０２の上方空間を広く確保できる。これにより、各構成品のレイアウト性を向上させることができる。
【００５３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、第２懸架機構としてスイングアーム機構を採用した点で、上述した第１，２実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した第１，２実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し説明を省略する。
図９〜図１１に示すように、本実施形態の車両２００において、第２懸架機構２０１は、懸架枠２０２とばね受け２２との間を連結するリンク部材２０３を備えている。リンク部材２０３は、上下方向から見た平面視でＶ字状を呈し、２本のアームが後端部で連結されるとともに、前方に向かうに従い左右方向の外側に向けて延在している。リンク部材２０３の後端部は、台枠３ａにおける左右方向の中央部から下方に向けて延設された懸架枠２０２にピン結合されている。一方、リンク部材２０３の前端部は、各ばね受け２２に一体的に固定されている。
【００５４】
この構成によれば、上述した第１実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、平行リンク機構に比べて部品点数の削減や構成の簡素化、軽量化を図ることができる。
また、リンク部材２０３をＶ字状とすることで、アームの延在方向に沿う長さを確保した上で、リンク部材２０３の前後方向に沿う長さを短縮することができる。
さらに、リンク部材２０３を各ばね受け２２に固定する構成であるため、リンク部材２０３とサブフレーム１１とを一体で形成することも可能である。これにより、更なる簡素化や軽量化を図ることができる。
【００５５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１２〜図１５に示すように、本実施形態の車両３００は、第１懸架機構１０１としてスイングアクスル方式を採用し、第２懸架機構２０１としてスイングアーム機構を採用した点で、上述した第１〜３実施形態と相違している。なお、各懸架機構１０１，２０１の構成は、上述した第２，３実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００５６】
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、走行輪として、各タイヤ取付軸２７にタイヤ１３が一つずつ取り付けられた、いわゆるシングルタイヤを用いる構成について説明したが、これに限られない。例えば、各タイヤ取付軸２７にタイヤ１３が２つずつ取り付けられた、ダブルタイヤを用いても構わない。また、各タイヤ取付軸２７にタイヤ１３を３つ以上取り付けても構わない。
【００５７】
さらに、上述した第１，２実施形態で説明したダブルウィッシュボーン方式の第１懸架機構５１において、各アーム６１，６２は互いに平行に延在していてもよい。また、左右方向の外側端部における上下方向に沿う各アーム６１，６２間の間隔が、内側端部に比べて広くなるように設定しても構わない。この場合には、ローリング時において、外軌側に位置するタイヤ１３のキャンバ角が、上部が左右方向の内側に倒れたネガティブキャンバ―になり易くなる。そのため、外軌側に位置するタイヤ１３の軌道５との接地状況を改善させ、ローリングを引き起こす横荷重を受け易くすることができる。
【００５８】
さらに、上述した第１，２実施形態の懸架装置１６において、アッパアーム６１とばね受け２２との間に弾性部材５４を配設する構成について説明したが、これに限られない。例えば、ロアアーム６２とばね受け２２との間に弾性部材を配設する構成にしても構わない。
また、弾性部材としては、ゴムに限らず、コイルスプリング等、適宜設計変更が可能である。
【００５９】
また、上述した実施形態では、第１懸架機構５１，１０１としてダブルウィッシュボーン方式、及びスイングアクスル方式の何れかを採用し、第２懸架機構５２，２０２として平行リンク機構、及びスイングアーム機構の何れかを採用した場合について説明したが、これに限らず、種々の懸架機構を採用することが可能である。
【００６０】
また、上述した実施形態では、サイドガイド方式の車両１に本発明の車両用サスペンション装置（懸架装置）を採用する構成について説明したが、これに限られない。例えば、軌道の幅方向中央の位置に軌道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に本発明の車両用サスペンション装置を採用しても構わない。
また、上述した実施形態では、案内装置１４の変位に応じてタイヤ１３を操舵する操舵機構１５を設ける構成について説明したが、例えばボギー台車等、操舵機構１５を設けない構成としても構わない。
さらに、上述した実施形態では、軌道系交通システムの車両に本発明の車両用サスペンション装置（懸架装置）を採用する構成について説明したが、これに限らず、種々の車両に採用することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１，１００，２００，３００…車両
２…走行台車
３…車体
５…軌道
６…案内レール
１１…サブフレーム（フレーム）
１３…タイヤ（走行輪）
１４…案内装置
１６…懸架装置（車両用サスペンション装置）
５１，１０１…第１懸架機構
８１…高さ調整装置（吸排気機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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