(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モノレール車両を走行可能に支持する台車と、前記モノレール車両の床下に備えられる中心ピンと、該中心ピンと前記台車とを接続する牽引装置と、を備えるモノレール車両において、
前記牽引装置は、前記中心ピンが嵌入される内筒と、該内筒の外側に距離を持って配置された外筒とを備えており、前記内筒と前記外筒とを接続する際に、前記内筒と前記外筒とを前記モノレール車両の長手方向に沿って前記中心ピンを挟むように対向して配設された弾性部材によって接続するように構成し、
前記モノレール車両は、前記中心ピンを備えるとともに、前記内筒を押圧する押圧部を備える内スリーブと、前記台車の中心部に備えられて前記外筒を載置する載置部を備える外スリーブと、を備えており、
更に前記モノレール車両は、前記台車に備えられた空気ばねによって支持されるとともに、
前記空気ばねによって所定の高さ以上に前記モノレール車両の高さが高くなることを抑制する上昇抑制機構を備えており、
前記上昇抑制機構は、前記外スリーブの下端部に備えられた当接部と、前記中心ピンの下端部に備えられて前記当接部の下方に距離を持って配置されるエンドキャップと、を有しており、
前記空気ばねによって前記モノレール車両が持ち上げられた時に、前記エンドキャップの周縁部が前記当接部に当接するように構成し、
更に前記当接部は前記中心ピンの中心軸に向かって張り出しており、前記エンドキャップは、前記中心ピンをその長手方向に貫通するボルトによって前記中心ピンに固定されている
ことを特徴とするモノレール車両。
【請求項２】
請求項１に記載されたモノレール車両において、
前記中心ピンと前記内筒との間に、前記中心ピンを中心に旋回しようとする台車の旋回抵抗を低減する摩擦低減材が挿入されている
ことを特徴とするモノレール車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌条車両においても特にモノレール車両を支持する台車の台車枠と軌条車両の床をなす台枠との間に弾性部材を備え、両者間の前後左右方向の荷重を伝達する牽引装置を具備する軌条車両、特にモノレール車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両はもとよりモノレール車両や新交通システム車両などの軌条車両において、車体と台車とを接続する車体支持装置は、車体の重量を台車で支持するとともに、台車の駆動力あるいはブレーキ力などの前後方向の力を車体へ伝える機能を備える。さらに、この車体支持装置は、軌道不整等に起因する台車の上下左右方向の好ましくない振動などが車体に伝播することを抑制する機能を併せ持つ。
【０００３】
車体支持装置は、加減速時から定速走行時に至る走行条件において、快適な乗り心地を実現するため、前後方向（進行方向）と左右方向（幅方向）の各方向において適した支持剛性を備えることが要求される。このため、一般に、車体支持装置は、上下方向の荷重を支持する機構としての空気ばねと、前後方向の力を伝達する機構としての車両の長手方向の両端部にゴム等の緩衝ブッシュを備えたリンク棒による牽引装置と、左右方向の台車と車体との間の大変位を抑制する機能としての左右ストッパなどの独立した複数の支持機能部品から構成されている。
【０００４】
特に、モノレール車両は、鉄道車両に比較して曲率半径の小さい曲線を通過する場合があるために、台車と車体との間の相対変位が大きくなる傾向がある。このため、モノレール用台車の牽引装置では、鉄道車両に供されるリンク棒（一本リンクと称される場合もある）からなる牽引装置に代えて、車体の床面から下方に延びる中心ピンの前後に、モノレール車両の長手方向に沿ってゴムブロックを直列に配設した中心ピンゴムブロック（特許文献１、図５参照）を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公昭５８−９８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、軌条車両の牽引装置は、前後および左右の各方向に要求される支持剛性を備えた独立した部品から構成されている。そして、前後方向の荷重を伝達する部品と、左右方向の変位（振動）を抑制する部品は、車体をなす台枠の長手方向の両端部の下面から鉛直方向に突出する中心ピンと、この中心ピンが配設される台車（台車枠）中央部に備えられた狭隘な空間の内部に備えられている。
【０００７】
このように、限られた空間の内部に、前後方向の力を伝達する部品と、左右方向の振動の伝達を抑制する部品とを備えなければならないため、製造時に多くの作業工数が生じていた。さらに、保守時の分解組立作業時にも、同様の多くの作業工数が要求される傾向があった。加えて、独立した部品であるため部品点数も多くなり、これら消耗品の部品コストも大きくなる傾向があった。
【０００８】
さらに、牽引装置を備える台車枠にも複数の部品を固定する受け部材を備える必要があったため、台車枠の構造が複雑になったり、重量が大きくなるなど解決すべき課題があった。
【０００９】
本発明は、これら問題点に鑑みてなされたものであり、製造時および保守時における作業工数を低減するとともに、部品点数の削減による保守コストを低減できる牽引装置を備えるモノレール車両を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のモノレール車両は、モノレール車両を走行可能に支持する台車と、前記モノレール車両の床下に備えられる中心ピンと、該中心ピンと前記台車とを接続する牽引装置と、を備えるモノレール車両において、前記牽引装置は、前記中心ピンが嵌入される内筒と、該内筒の外側に距離を持って配置された外筒とを備えており、前記内筒と前記外筒とを接続する際に、前記内筒と前記外筒とを前記モノレール車両の長手方向に沿って前記中心ピンを挟むように対向して配設された弾性部材によって接続するように構成し、更に前記モノレール車両は、前記台車に備えられた空気ばねによって支持されるとともに、前記空気ばねによって所定の高さ以上に前記モノレール車両の高さが高くなることを抑制する上昇抑制機構を備えており、前記上昇抑制機構は、前記外スリーブの下端部に備えられた当接部と、前記中心ピンの下端部に備えられて前記当接部の下方に距離を持って配置されるエンドキャップと、を有しており、前記空気ばねによって前記モノレール車両が持ち上げられた時に、前記エンドキャップの周縁部が前記当接部に当接するように構成し、更に前記当接部は前記中心ピンの中心軸に向かって張り出しており、前記エンドキャップは、前記中心ピンをその長手方向に貫通するボルトによって前記中心ピンに固定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のモノレール車両は、上記モノレール車両において、前記中心ピンと前記内筒との間に、前記中心ピンを中心に旋回しようとする台車の旋回抵抗を低減する摩擦低減材が挿入されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のモノレール車両は、上記に記載されたモノレール車両において、前記モノレール車両は、前記中心ピンを備えるとともに、前記内筒を押圧する押圧部を備える内スリーブと、前記台車の中心部に備えられて前記外筒を載置する載置部を備える外スリーブと、を備えており、前記モノレール車両と前記台車とを前記牽引装置を介して接続した時に、前記載置部に載置された前記外筒と、前記押圧部に押圧される前記内筒と、によって前記弾性部材に上下方向のせん断力が付与されるように構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、組立工数および保守工数を低減できる牽引装置を備えるモノレール車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、高架の軌道桁を走行する跨座型モノレール車両の側面図である。
【図２】図２は、図１に示される跨座型モノレール車両のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図２に示される跨座型モノレール車両のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図４は、図２に示される跨座側モノレール車両のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図５は、図３に示す中心ピンと台車との接続部であるＤ部の拡大図である。
【図６】図６は、図５に示す牽引装置のＥ−Ｅ断面図である。
【図７】図７は、その他の実施例である牽引装置５０の中心軸に交差する方向の断面図（図５のＥ−Ｅ断面図相当）である。
【図８】図８は、中心ピンと台車とのその他実施例を示す接続部であり、図３に示されるＤ部の拡大図に相当するものである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による車体支持装置を備える軌条車両、特にモノレール車両の実施形態を図１から図８を参照して説明する。なお、軌条車両とは敷設された軌道に沿って運行される車両であり、鉄道車両、モノレール車両、新交通車両、路面電車等を含む。本願発明の実施例では、軌条車両の代表としてモノレール車両を例に挙げて説明する。しかしながら、当然のこととして、本願発明がモノレール車両に限定されるとするものではない。
【００１６】
図１は、高架に敷設された軌道桁を走行する跨座型モノレール車両の側面図であり、地面１からＨの高さに敷設された高架の軌道桁２に沿って走行する跨座型モノレール車体１０が描写されている。各図中に方向を示す座標軸を記載した。車両の進行方向を１００とし、車両の幅方向を１１０とし、高さ方向を１２０として記載している。以下の説明中にも必要に応じて符号を付して説明する。
【００１７】
図２は、図１に示す跨座型モノレール車両のＡ−Ａ断面図である。モノレール車体１０は、床面をなす台枠１４と、台枠１４の幅方向１１０の両端部に立設される側構体１２，１２と、台枠１４の長手方向１００の両端部に備えられる妻構体（図示なし）と、側構体１２，１２と妻構体の高さ方向１２０の両端部に載置される屋根構体１５とから構成される。側構体１２の下方には側構体１２が延長される態様でスカート１７，１７が備えられている。図示はしないが、スカート１７，１７は、モノレール車体１０を軌道桁２に沿って走行可能に支持する台車の側面を覆い、台車に搭載される電動機、減速機、タイヤと軌道桁２との間で生じる転動音等の騒音が車外へ伝播することを抑制する機能を有する。
【００１８】
モノレール車体１０は、車体支持装置を介して台車に支持されている。車体支持装置は、モノレール車体１０の荷重を上下方向に支持する空気ばね４６と、台車の牽引力およびブレーキ力（前後方向１００の力）を車体へ伝達するとともに、軌道不整等に起因して左右方向（進行方向に水平面内で交差する方向）に振動する台車の振動を車体に伝播することを抑制する牽引装置（詳細は図５の５０）と、から構成されている。
【００１９】
モノレール車体１０は、床面をなす台枠１４の長手方向１００の両端部の下面を空気ばね４６，４６を介して台車（台車枠７０）に支持されている。台車枠７０には、走行輪３０と案内輪３２と安定輪３４の３種類の車輪を備える。走行輪３０はモノレール車体１０の上下方向の荷重を支持する車輪であり、矩形断面を有する軌道桁２の上面を転動する。案内輪３２は軌道桁２の側面の上端部を水平面内で転動するとともに、曲線の軌道を走行する際にモノレール車体１０を軌道桁２に沿う回転方向に案内する機能を有する。安定輪３４は、軌道桁２の側面の下端部を水平面内で転動するとともに、モノレール車体１０が軌道桁２の上で転倒しないように安定した姿勢を維持する機能を担う。
【００２０】
図３は、図２に示される跨座型モノレール車両のＢ−Ｂ断面図である。モノレール車体１０の床面をなす台枠１４には、その長手方向の両端部の下面にモノレール車体１０の幅方向に沿って配設された枕梁１６を備えており、この枕梁１６の長手方向（モノレール車体１０の幅方向１１０）の中央部の下面から鉛直下方に延びる中心ピン１８が備えられている。中心ピン１８は、台車の水平面内の旋回中心となり、さらに、モノレール車体１０と台車枠７０との間の前後方向の駆動力やブレーキ力を台車に伝達するとともに、台車の左右方向（幅方向１１０）振動伝播を抑制する。
【００２１】
台車は、台車枠７０と、この台車枠７０に備えられる電動機４７、減速機４９（図４参照）と、走行輪３０，３０と、案内輪３２，３２と、安定輪３４，３４とを備える。走行輪３０は、主にモノレール車体１０の垂直荷重を支持する。上述した案内輪３２，３２は台車枠７０から延びる案内輪支持枠４２，４２に水平面内で回転する態様で備えられており、同様に、安定輪３４，３４は台車枠７０から延びる安定輪支持枠４４に水平面内で回転する態様で備えられている。
【００２２】
モノレール車体１０は、その台枠１４に備えられる中心ピン１８の先端部を台車を構成する台車枠４０の中央部に備えられる中心ピン受７４（図４参照）に挿入される態様で備えられるとともに、後述する牽引装置を介して台車枠７０に支持されている。
【００２３】
図４は、図２に示される跨座側モノレール車両のＣ−Ｃ断面図である。モノレール車体１０を軌道桁２の上面を転動可能に支持する台車は、台車枠７０と台車枠７０に備えられる走行輪３０，３０、案内輪３２，３２、安定輪３４，３４とからなる。台車枠７０は、軌道桁２に沿う方向に距離を持って配置される側梁７１，７１と、側梁７１の長手方向の中央部同士を接続する横梁７２と、側梁７１の長手方向の両端部同士を接続する端梁７３，７３とから構成される。側梁７１には電動機４７が備えられており、電動機４７に接続される減速機４９を介して駆動力が走行輪３０へ伝えられる。
【００２４】
横梁７２の長手方向１１０の中央部に、長辺をモノレール車体１０の幅方向に沿う態様で長方形状の枠７６が備えられる。枠７６の対向する長辺の中央部同士を接続する態様で円環状の中心ピン受７４が備えられる。枠７６の対向する短辺は中心ピン受７４に接続されておらず、枠７６の短辺と中心ピン受７４との間には空間が備えられている。この構成によって、台車枠７０の軽量化を促進するとともに、後述する牽引装置５０を中心ピン受７４に少ない工数で装着することが可能となる。
【００２５】
図５は、図３に示す中心ピン１８と台車との接続部であるＤ部の拡大図であり、図６は、図５に示す牽引装置５０のＥ−Ｅ断面図である。
【００２６】
中心ピン１８は、中空の部材からなりその先端部（図５下端部）に円筒状の段付き部１９を有する。段付き部１９には円筒状の内スリーブ２０が備えられ、さらに内スリーブ２０に重ねられる態様でその内側に中心ピン１８の周りを旋回する台車の旋回抵抗を低減する摩擦低減材からなる摺動スリーブ２１が備えられる。
【００２７】
内スリーブ２０の上端縁には段付き部１９の軸から離れる方向に延出された押圧部２０ａが備えられている。
【００２８】
一方、台車を構成する台車枠７０の横梁７２の長手方向中央部には、モノレール車体１０に備えられる中心ピン１８の段付き部１９が挿入される円筒形状の中心ピン受７４が配設されている。中心ピン受７４の内面には、円筒状の外スリーブ２２が備えられており、この外スリーブの下端縁には外スリーブ２２の軸に向かって張り出す載置部２２ａが備えられている。牽引装置５０（図５参照。詳細は図６、図７参照）を構成する外筒５４の下端部がこの載置部２２ａに載置される。
【００２９】
車体と台車との間の前後方向１００の荷重を伝達し、左右方向１１０の振動伝達を抑制する牽引装置５０は、同軸に配置された内筒５２と、外筒５４と、ゴム板５６，５６・・・と間板５８，５８・・・とが交互に積層された弾性部材たる積層ゴム体５７，５７から構成されている。積層ゴム体５７，５７は、内筒５２と外筒５４との間であって、内筒５２を挟んで対向する位置に備えられるとともに内筒５２の外側面と外筒５４の内側面とを弾性的に接続している。この弾性的な各接続位置が配置される方向は、車体の進行方向１００の方向が望ましい。
【００３０】
積層ゴム体５７を構成するゴム板５６の形状（厚み、幅など）と間板５８の枚数を最適に設定することによって、台車の牽引力あるいはブレーキ力である前後方向の荷重を圧縮荷重と引張り荷重の組み合わせによって想定し、中心ピン１８に伝達される力から最適なゴム弾性定数を設定し、積層ゴム体５７，５７によってせん断荷重として作用する台車の左右方向の振動の中心ピン１８への伝達を抑制できる積層ゴム体の各仕様（ゴム板５６の厚み・幅、間板５８の枚数など）を設定する。
【００３１】
モノレール車体１０と台車とは、以下の手順で組み立てられる。まず、台車枠７０の中心ピン受７４に外スリーブ２２を固定し、外スリーブ２２の載置部２２ａに、牽引装置５０を構成する積層ゴム体５７，５７を台車枠７０の長手方向（モノレール車体１０の長手（前後）方向１００）に沿う方向に向けて揃える。
【００３２】
次に、内スリーブ２０と摺動スリーブ２１とを段付き部１９に備えた中心ピン１８（モノレール車体１０）を台車枠７０の上方から鉛直に降ろして、摺動スリーブ２１を牽引装置５０の内筒５２に嵌入する。最後に、中心ピン１８の段付き部１９の先端に、エンドキャップ２４をボルト２６で固定して組立が完了する。エンドキャップ２４の外径は牽引装置５０の内筒５２の外径と同等とし、内筒５２と摺動スリーブ２１と内スリーブ２０とを中心ピン１８（段付き部１９）に固定する。
【００３３】
本願発明の実施例においては、従来構造の中心ピンの前後にモノレール車両の長手方向に沿って複数のゴムブロックを直列に配設した中心ピンゴムに代えて、これらゴムブロックを集約して牽引装置５０を構成したため、独立した複数の部品を個別に取り付ける従来の組立および保守工数に比較して、少ない作業工数で組立および保守ができるモノレール車両を提供することができる。
【００３４】
さらに、内スリーブ２０、外スリーブ２２が設置される高さを調整して、常時、牽引装置５０に上下方向１２０のせん断荷重が作用する態様にて、モノレール車体１０と台車とを接続しておけば、軌道桁２の接続部の微小な段差などをモノレール車体１０が乗り越える際などに、モノレール車体１０と台車とが常時当接された状態を維持することができるため、乗り心地が大きく阻害されることを抑制できる。
【００３５】
なお、図６に示す外筒５４は、必ずしも円筒である必要はなく、台車枠７０に備えられる中心ピン受７４を俯瞰した時の形状に合わせればよい。
【００３６】
図７は、その他の実施例であり、牽引装置５０の中心軸に交差する方向の断面図（図５のＥ−Ｅ断面図相当）である。図６に示した牽引装置５０を構成する部品と共通する部品に同一の符号を付し、図６と異なる部品についてのみ説明する。図７に示す牽引装置５０は、その外筒５４の内側であって積層ゴム体５７，５７を結ぶ方向（台車枠４０の長手方向１００）に交差する方向であって、内筒５２を挟んで対向する位置に左右ストッパゴム６０，６０を備えている。左右ストッパゴム６０，６０は軌道桁２が分岐する分岐器を通過する時など、モノレール車体１０と台車との間（車両の横方向１１０）に大きな左右振動（変位を含む）が生じた場合に、牽引装置５０を構成する内筒５２が左右ストッパゴム６０，６０に当接して、モノレール車体１０と台車との間の許容を超える左右方向１１０の相対変位が生じることを抑制している。
【００３７】
また、内スリーブ２０を摺動性のある材料（例えば、ステンレス合金など）で構成することによって、図６で示した摺動スリーブ２１を省略して、内筒５４と段付き部１９との間に内スリーブ２０のみを備えている。
【００３８】
本発明の実施例は、このような構成によって、従来、中心ピンの前後にモノレール車両の長手方向１００に沿って複数のゴムブロックを直列に配設して構成されていた中心ピンゴムと、この中心ピンゴムとは別に、モノレール車体と台車との左右方向の許容を超過する相対変位の発生を抑制する左右ストッパゴムとを、牽引装置５０に一体に集約したため、複数の部品を個別に取り付けていた従来の組立および保守工数に比較してより小さい工数で組立および保守できるモノレール車両を提供することができる。さらに、摺動スリーブ２１を省略することによって、部品点数を削減することができるので部品に係るコストと組立、保守工数を小さくすることができる。
【００３９】
図８は、中心ピン１８と台車との取付け構成に関する他実施例を示す接続部であり、図３に示されるＤ部の拡大図に相当するものである。図４から図７に示した部品と共通する部品に同一の符号を付し異なる部品のみを説明する。図２に示すように、モノレール車体１０は、台枠１４をなす枕梁１６の長手方向の両端部の下面を、台車に備えられた空気ばね４６，４６によって支持されている（図８には図示なし）。図８は、空気ばね４６，４６に規定以上の空気が供給され、モノレール車体１０が大きく持ち上げられて、モノレール車体１０が車両限界を侵したり、大きく傾斜しりすることがないように、空気ばね４６の高さ方向１２０の変位を抑制する上昇抑制機構を備えた例である。
【００４０】
上昇抑制機構は、外スリーブ２２の下端部に備えられるとともに中心ピン１８の中心軸に向けて張り出した当接部２２ｂと、中心ピン１８の下端部に備えられるエンドキャップ２４と、から構成される。エンドキャップ２４は、中心ピン１８をその長手方向に貫通するボルト２６によって、中心ピン１８に固定されている。空気ばね４６，４６に所定の空気が込められている場合には、中心ピン１８の下端部に備えられるエンドキャップ２４の外縁に備えられる鍔２４ａの上面と、台車に備えられる外スリーブ２２の下端部に備えられる当接部２２ｂの下面との間に距離Ｇが維持される。
【００４１】
空気ばね４６，４６（図２参照）に所定より多くの空気が供給された場合には、モノレール車体１０に固定される中心ピン１８が上方に大きく持ちあげられると、鍔２４ａの上面と当接部２２ｂの下面とが当接するので、モノレール車体１０が許容範囲であるＧ寸法以上の高さに持ちあげられることはない。このため、空気ばね４６への圧力空気の供給過剰に起因して、モノレール車体１０が車両限界を超えたり、大きく傾斜したりすることを抑制できる。
【００４２】
上昇抑制機構を、牽引装置５０を中心ピン１８に固定するエンドキャップ２４に備えた鍔２４ａと、牽引装置５０を台車に載置する載置部２２ａを備える外スリーブ２２の下端部に配設された当接部２２ｂとによって構成しているため、中心ピンの前後に複数のゴムブロックを直列に配設して構成されていた中心ピンゴムと、モノレール車体と台車との左右方向の許容を超過する相対変位の発生を抑制する左右ストッパゴムとを、備える従来のモノレール車両の組立および保守工数に比較して、より少ない工数で組立、保守ができるとともに上昇抑制機構を備えたモノレール車両を提供することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…地面
２…軌道桁
１０…モノレール車体
１２…側構体
１４…台枠
１５…屋根構体
１７…スカート
１８…中心ピン
１９…段付き部
２０…内スリーブ
２０ａ…押圧部
２１…摺動スリーブ（摩擦低減材）
２２…外スリーブ
２２ａ…載置部
２２ｂ…当接部
２４…エンドキャップ
２４ａ…鍔
２６…ボルト
３０…走行輪
３２…案内輪
３４…安定輪
４０…台車枠
４２…案内輪支持枠
４４…安定輪支持枠
４６…空気ばね
４７…電動機
４９…減速機
５０…牽引装置
５２…内筒
５４…外筒
５６…ゴム板
５７…積層ゴム体（弾性部材）
５８…板
６０…左右ストッパゴム
７０…台車枠
７１…側梁
７２…横梁
７３…端梁
７４…中心ピン受
７６…枠
１００…前後(長手)方向
１１０…幅方向
１２０…上下(高さ)方向
【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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