(57)【要約】【課題】  予め定められた軌道に沿って走行する車両において、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、かつ前記機械的操舵装置に比べて構成の簡素化、軽量化を達成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。【解決手段】  車両１の軌道上に保護軌道３を設け、同保護軌道に非接触状態で嵌合する少なくとも２個の保護輪２２、２３を取り付けたブラケット２１を車両の台車１ａに支軸２４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個ずつ配置するとともに、前方保護輪２２と同支軸との間隔ａを後方保護輪２３と同支軸との間隔ｂより小さくし、ブラケットの前方端部をタイロッドの動きと連動させ、操舵機構に異常が発生した時に保護輪が保護軌道３に接触して車両を操舵する。【選択図】    図１
2006205944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、同保護軌道に非接触状態で嵌合する少なくとも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を特徴とする軌道系交通システムの操舵機構。
【請求項２】
前記前方保護輪と前記支軸との間隔を前記後方保護輪と同支軸との間隔より小さくしたことを特徴とする請求項１記載の軌道系システムの操舵機構。
【請求項３】
車両の前輪の操舵機構に前方保護輪と前記支軸との間隔を後方保護輪と同支軸との間隔より小さくしたブラケットを設け、車両の後輪の操舵機構に後方保護輪と同支軸との間隔を前方保護輪と同支軸との間隔より小さくしたブラケットを設け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操舵機構。
【請求項４】
前記前方保護輪及び前記後方保護輪と前記支軸との間隔を前輪と後輪とで逆転させ、同前方保護輪及び同後方保護輪と同支軸との間隔が車両の中央部を基準として前輪と後輪とで対称となるように構成したことを特徴とする請求項３記載の軌道系交通システムの操舵機構。
【請求項５】
前記保護軌道が溝状をなし、前記保護輪が同保護軌に非接触状態で嵌合され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操舵機構。
【請求項６】
前記ブラケットの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を特徴とする請求項１記載の軌道系交通システムの操舵機構。
【請求項７】
前記ブラケットを車体を載置し支持する台車に取り付け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操舵機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【０００５】
特許文献３（特開２００２−２５１５４４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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１４６２０４号公報
【特許文献２】特開２００３−１０４１９８号公報
【特許文献３】特開２００２−２５１５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、同保護軌道に非接触状態で嵌合する少なくとも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を特徴とする。
【００１６】
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嵌合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。
【００１７】
前記保護軌道の形状は、例えば保護輪が非接触状態で嵌合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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【発明の効果】
【００２４】
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嵌合する少なくとも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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【実施例１】
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明装置の第１実施例を示す全体説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、前記第１実施例の前輪部分を示す平面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、前記第１実施例の前輪部分を示す立面図及び側面図である。
【図４】前記第１実施例の平面説明図である。
【図５】前記第１実施例の一部拡大平面図である。
【図６】前記第１実施例の保護輪を示す拡大斜視図である。
【図７】前記第１実施例の回転・併進運動変換機構の一例を示す説明図である。
【図８】前記第１実施例のフェイルセイフ機能付き操舵機構による車両の挙動態様を示す説明図である。
【図９】従来の操舵システムの構成図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図１０】前記従来の操舵システムの操舵装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
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
【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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