(57)【要約】【課題】走行時に軌道によって案内される交通システムにおいて、曲線部での乗客の乗り心地を向上しつつ、曲線部を高速走行可能な台車、及びこの台車を備えた車両を提供する。【解決手段】軌道１００の走行路面上を走行する走行輪１１と、車体３の下方に設けられて走行輪１１が取り付けられた車軸１０と、車軸１０を支持する台車本体１２と、軌道１００によって案内されることが可能であり、台車本体１２に鉛直方向に沿う旋回軸線Ｏ回りに旋回可能に設けられた案内装置１３と、案内装置１３が軌道１００の曲線部に沿うように旋回した際、案内装置１３の旋回に対応して走行輪１１を操舵する操舵装置１４と、案内装置１３に接続されて、案内装置１３の旋回に応じて、車体３における曲線部の内側に対して、該車体の外側が上方に向かう傾斜力を発生させる傾斜装置１５と、を備える台車２である。【選択図】図１
2019142449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道の走行路面上を走行する走行輪と、
車体の下方に設けられて前記走行輪が取り付けられた車軸と、
前記車軸を支持する台車本体と、
前記軌道によって案内されることが可能であり、前記台車本体に鉛直方向に沿う旋回軸線回りに旋回可能に設けられた案内装置と、
前記案内装置が前記軌道の曲線部に沿うように旋回した際、該案内装置の旋回に対応して前記走行輪を操舵する操舵装置と、
前記案内装置に接続されて、前記案内装置の旋回に応じて、前記車体における前記曲線部の内側に対して、該車体の外側が上方に向かう傾斜力を発生させる傾斜装置と、
を備える台車。
【請求項２】
前記車体を下方から支持する枕ばねをさらに備え、
前記傾斜装置は、
前記枕ばねを下方から支持する枕ばね受と、
上部が前記車軸及び前記枕ばね受のうちの一方に走行方向に沿う回転軸線回りに回転可能に接続され、下部が前記車軸及び前記枕ばね受のうちの他方に走行方向に沿う回転軸線回りに回転可能に接続され、前記台車幅方向に離れて一対設けられ、かつ、上部から下部に向かって前記台車幅方向に互いに離れるように傾斜して配置されたリンク部材と、
前記案内装置と前記車体とを接続し、前記案内装置と前記車体との接続部分で前記案内装置の旋回力を前記台車幅方向へ向かう力として該車体に伝達することで、前記傾斜力を発生可能な傾斜誘導部材と、
を有する請求項１に記載の台車。
【請求項３】
前記傾斜誘導部材は、
前記車体と前記案内装置とのうちの一方が接続されたロッド部と、
前記ロッド部の延びる方向に相対移動可能に該ロッド部を支持し、前記車体と前記案内装置とのうちの他方が接続されたロッド支持部と、
前記ロッド支持部に設けられて、前記案内装置が旋回した際に、前記一方と前記他方とが旋回前の相対位置に戻るように復元力を前記ロッド部に付与する弾性部材と、
を有する請求項２に記載の台車。
【請求項４】
前記傾斜誘導部材は、前記車体に設けられて前記台車本体を前記車体に接続する懸架枠と、前記案内装置との間を接続する請求項２又は３に記載の台車。
【請求項５】
前記車体を下方から支持し、前記台車幅方向に一対が設けられた枕ばねとしての空気ばねと、
前記空気ばね内の空気の給排気を行う高さ調整弁と、
をさらに備え、
前記傾斜装置は、
前記案内装置に接続されるとともに、該案内装置の旋回に応じて前記曲線部の内側の内端部に対して前記外側の外端部が上方に持ち上がるリンク部材と、
前記リンク部材の前記内端部と該内端部に対応する前記高さ調整弁とを接続し、前記リンク部材の前記外端部と該外端部に対応する前記高さ調整弁とを接続する一対の調整ロッドと、
を有し、
前記調整ロッドが持ち上がることで前記高さ調整弁によって前記空気ばねへ給気され、前記調整ロッドが下がることで前記高さ調整弁によって前記空気ばねから排気される請求項１に記載の台車。
【請求項６】
前記車軸は、前記走行輪を取り付けて該走行輪とともに該走行輪の操舵軸線となる前記鉛直方向に沿う中心軸線回りに回転する取付軸を有し、
前記操舵装置は、
前記取付軸から走行方向に延び、該走行輪の操舵に伴って前記取付軸における中心軸線回りに回転可能な一対のステアリングアームと、
前記一対のステアリングアームの各々と前記案内装置の接続部とを接続し、前記案内装置及び前記ステアリングアームに対して前記鉛直方向に沿う中心軸線回りに回転可能なステアリングロッドと、
を有し、
前記旋回軸線と前記接続部との走行方向における距離は、前記ステアリングアームの長さ寸法よりも長い請求項１から５のいずれか一項に記載の台車。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の台車と、
前記台車によって下方から支持される車体と、
を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の台車、及びこれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
バスや鉄道以外の新たな交通手段として、ゴムタイヤ等からな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。この種の軌道系交通システムは、一般に「新交通システム」と呼ばれており、車両の両側部等に配された案内輪が、軌道に沿って設けられたガイドレールに案内される。
新交通システムの具体例としては、例えば、ＡＰＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｐｅｏｐｌｅ  Ｍｏｖｅｒ：全自動無人運転車両）や都市内向けＡＧＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｇｕｉｄｅｗａｙ  Ｔｒａｎｓｉｔ：自動案内軌条旅客輸送システム）等がある。
【０００３】
ところで鉄道車両では、例えば特許文献１に記載された台車のように車体傾斜機構が搭載された台車が知られている。この種の台車によって、車両が曲線部を通過する際に車体を曲線部の内側に向かって傾斜させることが可能となる。この結果、車両の曲線部通過時の超過遠心力を打ち消すことで曲線部での乗客の乗り心地を向上しつつ、曲線部を高速で走行することが可能である。鉄道車両では特許文献１に記載された形式の車体傾斜機構に限らず、様々な形式の車体傾斜機構が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１７３４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、上述したＡＰＭやＡＧＴにおいても同様に高速走行への要求が高まっている。
【０００６】
そこで本発明では、走行時に軌道によって案内される新交通システムにおいて、曲線部での乗客の乗り心地を向上しつつ、曲線部を高速走行可能な台車、及びこの台車を備えた車両を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の態様の台車は、軌道の走行路面上を走行する走行輪と、車体の下方に設けられて前記走行輪が取り付けられた車軸と、前記車軸を支持する台車本体と、前記軌道によって案内されることが可能であり、前記台車本体に鉛直方向に沿う旋回軸線回りに旋回可能に設けられた案内装置と、前記案内装置が前記軌道の曲線部に沿うように旋回した際、該案内装置の旋回に対応して前記走行輪を操舵する操舵装置と、前記案内装置に接続されて、前記案内装置の旋回に応じて、前記車体における前記曲線部の内側に対して、該車体の外側が上方に向かう傾斜力を発生させる傾斜装置と、を備えている。
【０００８】
本態様では、案内装置が軌道の曲線部に沿って旋回して走行輪を操舵する。これによって台車が曲線部を走行可能となっている。そして、この案内装置の旋回動作に伴って車体を曲線部の内側に対して外側を上方に持ち上げることで、案内装置に接続された傾斜装置という機械的な構成によって車体を曲線部の内側に向かって、台車幅方向に傾斜させることができる。よって、車両が曲線部を走行する際の遠心力を、車体の傾斜によって打ち消すことが可能となる。
【０００９】
また、上記態様の台車は、前記車体を下方から支持する枕ばねをさらに備え、前記傾斜装置は、前記枕ばねを下方から支持する枕ばね受と、上部が前記車軸及び前記枕ばね受のうちの一方に走行方向に沿う回転軸線回りに回転可能に接続され、下部が前記車軸及び前記枕ばね受のうちの他方に走行方向に沿う回転軸線回りに回転可能に接続され、前記台車幅方向に離れて一対設けられ、かつ、上部から下部に向かって前記台車幅方向に互いに離れるように傾斜して配置されたリンク部材と、前記案内装置と前記車体とを接続し、前記案内装置と前記車体との接続部分で前記案内装置の旋回力を前記台車幅方向へ向かう力として該車体に伝達することで、前記傾斜力を発生可能な傾斜誘導部材と、を有していてもよい。
【００１０】
この場合、曲線部を走行する際に傾斜誘導部材によって案内装置の旋回力の一部が車体に伝達されて車体が曲線部の外側に向かって押されるか、若しくは引っ張られる。この際、枕ばねを通じて枕ばね受も車体と同じように曲線部の外側に向かって台車幅方向に移動しようとする。すると、枕ばね受に接続された一対のリンク部材の下部も、枕ばね受の移動に伴って曲線部の外側に向かって台車幅方向に移動しようとする。一対のリンク部材は下部に向かって前記台車幅方向に互いに離れるように傾斜しているため、曲線部の内側に位置するリンク部材の下部が曲線部の外側に向って移動する際、この下部は下方に移動する。一方で曲線部の外側に位置するリンク部材の下部が曲線部の外側に向って移動する際、この下部は上方に移動する。この結果、枕ばね受における曲線部の外側の部分が、内側の部分に比べて上方に持ち上げられ、車体も、曲線部の内側に対して外側を上方に持ち上げるようにして傾斜させることができる。このように、傾斜誘導部材が車体を押し引きする動作を車体傾斜の動作のきっかけとすることができ、案内装置の旋回動作に応じて、リンク部材という簡易な構造で車体を傾斜させることが可能となる。
また車両が軌道の曲線部を走行している状態から、軌道の直線部を走行している状態となる場合、案内装置が直線部に沿って元に戻るように旋回する。この際、傾斜誘導部材が車体と案内装置とを接続していることで傾斜誘導部材が案内装置に引っ張られるか、若しくは押されて、傾斜した車体を傾斜していない元の状態に戻すように車体に力を作用させることができる。よって曲線部を通過した後に速やかに車体の傾斜を終了することができ、さらなる乗り心地の向上につながる。
【００１１】
また上記態様では、前記傾斜誘導部材は、前記車体と前記案内装置とのうちの一方が接続されたロッド部と、前記ロッド部の延びる方向に相対移動可能に該ロッド部を支持し、前記車体と前記案内装置とのうちの他方が接続されたロッド支持部と、前記ロッド支持部に設けられて、前記案内装置が旋回した際に、前記一方と前記他方とが旋回前の相対位置に戻るように復元力を前記ロッド部に付与する弾性部材と、を有していてもよい。
【００１２】
このように曲線部で弾性部材によって、曲線部に突入する前、若しくは曲線部を通過した後には、復元力によって案内装置が旋回する前の状態、即ち車体が傾斜しない状態に自動的に戻ろうとする。よって曲線部を通過後にも車体が傾斜した状態を維持してしまうことを回避できる。
また、案内枠の旋回力が大きくとも弾性部材の変形によって、車体が必要以上に大きく傾いてしまうことを回避できる。
また、直線部を走行する際の振動によって小刻みに案内装置が旋回してしまった場合に、復元力（弾性力）によって案内装置の旋回を回避することが可能となる。よって、弾性部材の弾性力を適切に設定することで、曲線部ではない位置で車体が不意に傾斜してしまうことを回避することが可能となる。
【００１３】
また上記態様では、前記傾斜誘導部材は、前記車体に設けられて前記台車本体を前記車体に接続する懸架枠と、前記案内装置との間を接続していてもよい。
【００１４】
このように元々設けられた懸架枠を用いて、車体に対して案内装置の旋回力を伝達し、車体を傾斜させることができるので、車体傾斜機能追加に伴う台車への部品追加を最小限に抑え、より簡易な構造で車体を傾斜させることが可能となる。
【００１５】
また上記態様では、台車は、前記車体を下方から支持し、前記台車幅方向に一対が設けられた枕ばねとしての空気ばねと、前記空気ばね内の空気の給排気を行う高さ調整弁と、をさらに備え、前記傾斜装置は、前記案内装置に接続されるとともに、該案内装置の旋回に応じて前記曲線部の内側の内端部に対して前記外側の外端部が上方に持ち上がるリンク部材と、前記リンク部材の前記内端部と該内端部に対応する前記高さ調整弁とを接続し、前記リンク部材の前記外端部と該外端部に対応する前記高さ調整弁とを接続する一対の調整ロッドと、を有し、前記調整ロッドが持ち上がることで前記高さ調整弁によって前記空気ばねへ給気され、前記調整ロッドが下がることで前記高さ調整弁によって前記空気ばねから排気されてもよい。
【００１６】
このように、案内装置の旋回に応じてリンク部材を台車幅方向に傾けることで、高さ調整弁によって空気ばねの高さ調整を行うことができる。よって、案内装置に接続されたリンク部材という機械的な構成によって車体を傾斜させることができる。よって、曲線部を走行する際の遠心力を車体の傾斜によって打ち消すことが可能となる。
【００１７】
さらに上記態様では、前記車軸は、前記走行輪を取り付けて該走行輪とともに該走行輪の操舵軸線となる前記鉛直方向に沿う中心軸線回りに回転する取付軸を有し、前記操舵装置は、前記取付軸から走行方向に延び、該走行輪の操舵に伴って前記取付軸における中心軸線回りに回転可能な一対のステアリングアームと、前記一対のステアリングアームの各々と前記案内装置の接続部とを接続し、前記案内装置及び前記ステアリングアームに対して前記鉛直方向に沿う中心軸線回りに回転可能なステアリングロッドと、を有し、前記旋回軸線と前記接続部との走行方向における距離は、前記ステアリングアームの長さ寸法よりも長くてもよい。
【００１８】
このような構成により、旋回軸線と接続部との距離が、ステアリングアームの長さ寸法と同程度となっている場合に比べ、より大きく走行輪を操舵することができる。即ち、案内装置の旋回に応じて、ステアリングロッドをより大きく曲線部の内側に移動させることができ、大きく走行輪を操舵することができる。この結果、曲線部の接線方向に向かう位置よりも大きく走行輪を操舵させ、走行輪にスリップアングルが付き、走行路面と走行輪との間にコーナーリングフォースを生じさせることができる。この結果、車体傾斜による高速走行によって、軌道から案内装置が受ける反力を低減できる。よって案内装置の耐久性を大きくする必要が無くなり、案内装置の大型化等を避けることができる。
【００１９】
また、本発明の第二の態様の車両は、上記態様の台車と、前記台車によって下方から支持される車体と、を備えている。
【００２０】
このように車両が上記態様の台車を備えることで、案内装置の旋回動作に伴って車体を曲線部の内側に対して外側を上方に持ち上げ、車体を曲線部の内側に向かって、案内装置に接続された傾斜装置という機械的な構成によって傾斜させることができる。よって、曲線部を走行する際の遠心力を車体の傾斜によって打ち消すことが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
上記の台車、及び車両によれば、走行時に軌道によって案内される軌道系交通システムにおいて、曲線部での乗客の乗り心地を向上しつつ、曲線部を高速走行可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る車両における台車の上面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る車両における台車を走行方向前方から見た図であって、図１のＡ矢視図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る車両における台車を幅方向から見た図であって、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る車両が曲線部を通過する様子を模式的に示す上面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る車両を走行方向前方から見た図であって、曲線部で車体が傾斜する様子を示す図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る車両における台車を走行方向前方から見た図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る車両における台車の上面図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る車両における台車を走行方向前方から見た図であって、図７のＣ矢視図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係る車両における台車を幅方向から見た図であって、図７のＤ−Ｄ断面図である。
【図１０】本発明の第三実施形態に係る車両を走行方向前方から見た図であって、曲線部で車体が傾斜する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態に係る車両１について図面を参照して説明する。
図１から図３に示すように、本実施形態に係る車両１は、軌道１００に設けられた案内レール１２０によって案内されながら軌道１００上を走行する新交通システムの車両である。
本実施形態では、一例として車両１は、軌道１００の幅方向外側となる両側に軌道１００が延びる方向に沿って延びる案内レール１２０が設けられた側方案内軌条式（サイドガイド方式）の新交通システムの車両となっている。
【００２４】
また、車両１は、軌道１００の走行路面１０２上を走行する台車２と、台車２に支持された車体３とを備えている。
ここで、車両１は図１の矢印Ｘに示す方向（図１の紙面の右方）に走行する。以下では、車両１の走行方向に向かって前方、後方を前後とし、この走行方向前方に向かって左方、右方を台車幅方向（以下、単に幅方向とする）の左右とする。
【００２５】
台車２は車体３の下方で、本実施形態では走行方向の前後に車両一両当たりで二つ設けられている。
【００２６】
各々の台車２は、車体３の下方に設けられた車軸１０と、車軸１０に取り付けられた走行輪１１と、車軸１０を支持する台車本体１２と、台車本体１２に設けられた案内装置１３と、案内装置１３によって走行輪１１を操舵可能とする操舵装置１４と、案内装置１３に接続されて車体３を幅方向に傾斜させる傾斜装置１５とを備えている。
また台車２は、車体３との間に設けられた枕ばね１６（例えば空気ばね）を、幅方向に離れた位置に一台車当たり二つ備えている。
【００２７】
車軸１０は、幅方向の端部に幅方向左右の両側に一対に設けられたキングピン２１と、キングピン２１に設けられた取付軸２２とを有している。
【００２８】
走行輪１１は、取付軸２２を介して車軸１０に取り付けられたゴム製のタイヤであり、取付軸２２とともにキングピン２１回りに回転可能となっている。
【００２９】
台車本体１２は車軸１０を回転可能に支持するとともに、車体３の台枠に固定されて下方に延びる懸架枠４に、牽引ロッド５を介して取り付けられている。
【００３０】
案内装置１３は、幅方向左右の両端に案内輪３０を有する案内枠２５と、案内枠２５を鉛直方向に沿う旋回軸線Ｏ回りに旋回可能に台車本体１２に取り付ける旋回軸受３１とを有している。
案内枠２５は、主に縦梁２６と横梁２７とを有している。横梁２７は、走行輪１１を前後から挟み込むように二つ設けられている。そして、各々の横梁２７の幅方向左右の両端に一つずつ案内輪３０が設けられている。これら案内輪３０は、鉛直方向に沿って延びる軸線を中心として回転可能となっており、車両１の走行に伴って案内レール１２０に接触し、案内レール１２０の側面上を転動する。
【００３１】
図４に示すように車両１が軌道１００の曲線部１０１を走行する際には、曲線部１０１に沿って案内枠２５が旋回軸線Ｏ回りに旋回する。即ち、車両１の前側の台車２Ａでは、案内輪３０が曲線部１０１の外側の案内レール１２０から反力を受けて、外側の案内輪３０が内側の案内輪３０に比べて前方に押し出されるようにして案内枠２５が旋回する。一方で、車両１の後側の台車２Ｂでは、案内輪３０が曲線部１０１の内側の案内レール１２０から反力を受けて、内側の案内輪３０が外側の案内輪３０に比べて前方に押し出されるようにして案内枠２５が旋回する。
【００３２】
以下、前側の台車２Ａと後側の台車２Ｂとは、車体３の走行方向の中央位置を基準に反転させた状態で設けられているので、代表して前側の台車２Ａについて主に説明する。
【００３３】
台車２Ａの操舵装置１４は、車軸１０よりも車両１の走行方向の前側に設けられている。操舵装置１４は、各々の取付軸２２から走行方向に延びる一対のステアリングアーム３４と、ステアリングアーム３４の各々と案内枠２５とを、案内枠２５の幅方向の略中央位置の接続部２５ａで接続する一対のステアリングロッド３５とを備えている。
【００３４】
台車２Ａの操舵装置１４における各々のステアリングアーム３４は、鉛直方向に沿うキングピン２１の中心軸線（操舵軸線）を回転中心として走行輪１１と一体的に揺動回転する。ステアリングアーム３４は、取付軸２２に対して回転可能となるように取付軸２２にピン接合されており、車両１が軌道１００の直線部を走行している状態で、取付軸２２から走行方向の前方に延びるように設けられている。
【００３５】
ステアリングロッド３５は、一端部でステアリングアーム３４の前側の端部とピン接合されている。また、ステアリングロッド３５は、車両１が軌道１００の直線部を走行している状態で、ステアリングアーム３４から幅方向に延びて設けられている。そしてステアリングロッド３５の他端部は、案内枠２５の接続部２５ａに鉛直方向に沿う中心軸線回りに回転可能にピン接合されている。本実施形態では、旋回軸線Ｏと接続部２５ａとの走行方向の距離ｄは、ステアリングアーム３４の長さ寸法Ｌよりも長くなっている。ここで、旋回軸線Ｏと接続部２５ａとの走行方向の距離ｄとは、横梁２７が延びる方向に沿う仮想線ＶＬ１と、旋回軸線Ｏを通り仮想線ＶＬ１に平行な仮想線ＶＬ２との間の距離を言う。
【００３６】
そして案内枠２５が旋回軸線Ｏを中心として旋回すると、この旋回動作に伴ってステアリングロッド３５の位置が変位し、ステアリングアーム３４を介して取付軸２２を、キングピン２１を中心として回転させ、走行輪１１を操舵するようになっている。
【００３７】
傾斜装置１５は、枕ばね１６を下方から支持する枕ばね受４１と、枕ばね受４１と車軸１０とを接続するリンク部材４２と、懸架枠４と案内枠２５とを接続する傾斜誘導部材４３とを備えている。
【００３８】
枕ばね受４１は、車軸１０を上方から覆うように設けられている。枕ばね受４１は車体３の動作に伴って動作するようになっている。
【００３９】
リンク部材４２は、上部が車軸１０に走行方向に沿う回転軸線回りに回転可能に接続され、下部が枕ばね受４１に走行方向に沿う回転軸線回りに回転可能に接続されている。リンク部材４２は幅方向に離れて一対設けられ、かつ、上部から下部に向かって幅方向に互いに離れるように傾斜して延びている。詳細な説明は省略するが、リンク部材４２の上部は車軸１０から上方に突出する受け部１０ａに接続されている。本実施形態では、走行方向に車軸１０を挟んで二対のリンク部材４２が設けられている。
【００４０】
傾斜誘導部材４３は、懸架枠４と案内枠２５とを接続するロッド部４４及びロッド支持部４５と、ロッド部４４に設けられた弾性部材４６とを有している。
【００４１】
ロッド部４４は、前側の台車２Ａでは、幅方向に延びるとともに、懸架枠４に設けられた受け部４ａにロッド部４４の一端が接続されている。ロッド部４４は、懸架枠４に対して、鉛直方向に沿う軸線回りに回転可能に設けられている。
【００４２】
ロッド支持部４５は、ロッド部４４の延びる方向に、ロッド部４４と相対移動可能に設けられている。例えばロッド支持部４５は筒状をなし、ロッド部４４の他端を収容している。ロッド支持部４５の一端は、車軸１０よりも走行方向の後側の横梁２７に接続されている。ロッド支持部４５は、横梁２７に対して、鉛直方向に沿う軸線回りに回転可能に設けられている。
前側の台車２Ａでは、ロッド支持部４５は、案内枠２５の旋回に伴ってロッド部４４とともに懸架枠４を曲線部１０１の外側に押す。後側の台車２Ｂでは、ロッド支持部４５は、案内枠２５の旋回に伴ってロッド部４４とともに懸架枠４を曲線部１０１の外側に引っ張る。
【００４３】
弾性部材４６はコイルバネ等であって、ロッド支持部４５内に設けられている。弾性部材４６は、案内枠２５が旋回した際に、懸架枠４に接続されたロッド支持部４５の一端と横梁２７に接続されたロッド部４４の一端との相対位置が旋回前の位置に戻るように、ロッド部４４に復元力を付与する。即ち、前側の台車２Ａでは曲線部１０１の内側に向かって横梁２７を押す復元力が作用し、後側の台車２Ｂでは曲線部１０１の内側に向かって横梁２７を引っ張る復元力が作用する。これにより傾斜誘導部材４３は復元ばねとして機能する。
【００４４】
枕ばね１６は、その上部が車体３の台枠に取り付けられ、下部が枕ばね受４１に取り付けられている。この枕ばね１６は、車体３に対する走行輪１１の相対的な上下移動を緩和する。
【００４５】
次に、図４及び図５を参照して、傾斜装置１５によって車体３を傾斜させる様子について説明する。図５は前側の台車２Ａを走行方向前方から見た図であって、説明のため一部の構成部品が省略されている。
図４に示すように曲線部１０１で案内枠２５が旋回すると、傾斜誘導部材４３が懸架枠４を曲線部１０１の外側に押す。即ち、車両１が曲線部１０１を走行する際に傾斜誘導部材４３によって案内枠２５の旋回力の一部が懸架枠４を介して車体３に伝達される。この結果、懸架枠４を介して車体３が曲線部１０１の外側に向かって傾斜誘導部材４３によって押されることになる。
【００４６】
この際、枕ばね１６を通じて枕ばね受４１も車体３と同じように曲線部１０１の外側に向かって幅方向に移動しようとする。すると図５に示すように、枕ばね受４１に接続されたリンク部材４２の下部も、枕ばね受４１の移動に伴って曲線部１０１の外側に向かって幅方向に移動しようとする。
【００４７】
一対のリンク部材４２は下部に向かって幅方向に互いに離れるように傾斜して延びているため、曲線部１０１の内側（図５の紙面に向かって左側）に位置するリンク部材４２の下部が曲線部１０１の外側（図５の紙面に向かって右側）に向って移動する際、この下部は下方に移動する。一方で曲線部１０１の外側（図５の紙面に向かって右側）に位置するリンク部材４２の下部が曲線部１０１の外側（図５の紙面に向かって右側）に向って移動する際、この下部は上方に移動する。
【００４８】
この結果、枕ばね受４１における曲線部１０１の外側の部分が、内側の部分に比べて上方に持ち上げられることで、枕ばね１６を通じて車体３における曲線部１０１の内側部分に対して外側部分を上方に持ち上げる。これにより曲線部１０１を走行する際には、車体３が曲線部１０１の内側に倒れるように幅方向に傾斜する。
【００４９】
また走行方向後側の台車２Ｂでは、曲線部１０１で案内枠２５が旋回すると、傾斜誘導部材４３が懸架枠４を幅方向外側に引っ張り、この結果、枕ばね受４１における曲線部１０１の外側の部分が、内側の部分に比べて上方に持ち上げられることで、枕ばね１６を通じて車体３における曲線部１０１の内側の部分に対して外側の部分を上方に持ち上げる。即ち、曲線部１０１の内側に車体３が倒れるように幅方向に傾斜する。
【００５０】
以上説明した本実施形態の車両１では、曲線部１０１を走行する際に、案内枠２５が軌道１００の曲線部１０１に沿って旋回して走行輪１１が操舵される。この際、案内装置１３の旋回動作に伴って車体３を曲線部１０１の内側に向かって倒すように、傾斜装置１５という機械的な構成によって幅方向に傾斜させることができる。よって、曲線部１０１を走行する際の遠心力を、車体３の傾斜によって打ち消すことが可能となる。この結果、車両内の乗客が受ける左右加速度を抑制しつつ（乗り心地の悪化を抑制しつつ）、車両１が曲線部１０１を高速で走行可能となる。
【００５１】
特に本実施形態では、傾斜誘導部材４３が車体３を押す（又は引く）動作を車体傾斜の動作のきっかけとすることができ、案内枠２５の旋回動作に応じて、簡易な構造で車体３を傾斜させることが可能となる。
【００５２】
さらに車両１が軌道１００の曲線部１０１を走行している状態から、軌道１００の直線部を走行している状態となる場合、案内枠２５が直線部に沿って元に戻るように旋回する。この際、傾斜誘導部材４３が懸架枠４と案内枠２５とを接続していることで、弾性部材４６の復元力が車体３に作用し、傾斜した車体３を傾斜していない状態に戻すような力を車体３に与えることができる。
【００５３】
よって車両１が曲線部１０１を通過した後に、速やかに車体３の傾斜を終了することができ、直線部でも車体３が傾斜したままの状態となってしまうことを回避でき、乗り心地の向上につながる。
【００５４】
また、案内枠２５の旋回力が大きくとも、弾性部材４６の変形によって旋回力を吸収でき、車体３が必要以上に大きく傾くことを回避できる。
【００５５】
また、直線部を走行する際の振動によって小刻みに案内枠２５が旋回してしまった場合に、弾性部材４６の復元力（弾性力）によって案内装置１３の旋回を抑制することが可能となる。よって、弾性部材４６の弾性力の大きさを適切に設定することで、曲線部１０１ではない位置で車体３が不意に傾斜してしまうことを回避できる。
【００５６】
また傾斜誘導部材４３のロッド支持部４５は、車体３に元々設けられている懸架枠４に接続されている。よって、このように元々設けられた懸架枠４を用いて車体３に対して案内枠２５の旋回力を伝達し、車体３を傾斜させることができるので、車体傾斜機能追加に伴う部品追加を最小限に抑え、より簡易な構造での車体３傾斜が可能となる。
【００５７】
また本実施形態では、リンク部材４２の下部が枕ばね受４１に接続されている。よって、曲線部１０１の走行を終了した後には、幅方向の片側が上方に持ち上がった状態の枕ばね受４１が、重力で元の状態、即ち枕ばね受４１の幅方向両側が同じ高さ位置に配置された状態に戻ろうとする。よって、直線部を走行中に不意に車体３が傾斜してしまうことを回避でき、走行中の安定性を高めることができる。
【００５８】
さらに本実施形態では、旋回軸線Ｏと接続部２５ａとの走行方向の距離ｄは、ステアリングアーム３４の長さ寸法Ｌよりも長くなっている。よって、旋回軸線Ｏと接続部２５ａとの距離ｄが、ステアリングアーム３４の長さ寸法Ｌと同程度となっている場合に比べ、より大きく走行輪１１を操舵することができる。よって案内枠２５の旋回に応じて、前側の台車２Ａではステアリングロッド３５をより大きく曲線部１０１の内側に移動させることができ、大きく走行輪１１を曲線部１０１の内側に操舵することができる。また後側の台車２Ｂではステアリングロッド３５をより大きく曲線部１０１の内側に移動させることができ、大きく走行輪１１を曲線部１０１の外側に操舵することができる。
即ち、図４に示すように、旋回軸線Ｏと接続部２５ａとの走行方向の距離ｄが、ステアリングアーム３４の長さ寸法Ｌよりも長くなっている場合の走行輪（破線で示す走行輪）の操舵角よりも、本実施形態の走行輪１１（実線で示す走行輪）の操舵角を大きくすることができる。
【００５９】
この結果、前側の台車２Ａでは曲線部１０１の接線方向よりも曲線部１０１の内側に走行輪１１を操舵させ、走行輪１１にスリップアングルθが付き、後側の台車２Ｂでは曲線部１０１の接線方向よりも曲線部１０１の外側に走行輪１１を操舵させ、走行輪１１にスリップアングルθが付く。この結果、走行路面１０２と走行輪１１との間にコーナーリングフォースを生じさせることができる。ここでスリップアングルθとは、キングピン２１の中心軸線が存在する位置で曲線部１０１の接線方向に延びる仮想線ＶＬ３と、走行輪１１のタイヤ幅方向の中心線ＶＬ４とがなす角を示す。
【００６０】
ここで、前側の台車２Ａでは曲線部１０１の外側の案内輪３０が案内レール１２０に接触し、後側の台車２Ｂでは曲線部１０１の内側の案内輪３０が案内レール１２０に接触する。この際各々の案内輪３０には案内レール１２０から反力が作用する。特に車体傾斜しながらの高速走行時にはこの反力が大きくなるが、上記のコーナーリングフォースによって、案内輪３０が受ける反力を低減できる。よって案内輪３０や案内枠２５の耐久性を増加させる必要が無くなり、例えば案内装置１３の大型化等を避けることができる。
【００６１】
ここで、本実施形態では、懸架枠４に傾斜誘導部材４３のロッド支持部４５が接続されていたが、別途車体３に受け部を設け、この受け部にロッド支持部４５を接続してもよい。
【００６２】
さらに傾斜誘導部材４３に、油圧等を用いた倍力機構を設けてもよい。
【００６３】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図６を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
本実施形態では、リンク部材４８の接続位置が第一実施形態と異なっている。
【００６４】
即ち、各々のリンク部材４８の上部は枕ばね受４１に、走行方向に沿う回転軸線回りに回転可能に接続され、リンク部材４８の下部が車軸１０に、走行方向に沿う回転軸線回りに回転可能に接続されている。リンク部材４８は第一実施形態と同様に幅方向に離れて一対設けられ、かつ、上部から下部に向かって幅方向に互いに離れるように傾斜して延びている。詳細な説明は省略するが、リンク部材４８の下部は、例えば車軸１０から走行方向に突出する受け部１０ｂに接続されている。
【００６５】
以上説明した本実施形態の車両１によれば、第一実施形態と同様に曲線部１０１を走行する際に、案内枠２５が軌道１００の曲線部１０１に沿って旋回して走行輪１１が操舵される。この際、案内枠２５の旋回動作に伴って車体３を曲線部１０１の内側に向かって倒すように、傾斜装置１５という機械的な構成によって車体３を幅方向に傾斜させることができる。よって、曲線部１０１を走行する際の遠心力を車体３の傾斜によって打ち消すことが可能となる。
【００６６】
さらに、リンク部材４８の上部が枕ばね受４１に固定されているため、第一実施形態の場合と比べて枕ばね受４１をより小さい力で動作させることが可能となる。その一方で、直線部を走行中に小刻みな振動で枕ばね受４１が揺動してしまう可能性があるため、傾斜誘導部材４３の弾性部材４６の弾性力を適切に設定することで、このような枕ばね受４１の揺動を回避することが好ましい。
【００６７】
［第三実施形態］
続いて、本発明の第三実施形態について、図７から図９を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し詳細な説明を省略する。本実施形態では枕ばね受４１が設けられていない点で第一実施形態及び第二実施形態と大きく異なっている。
【００６８】
本実施形態では、台車７２は、枕ばねとしての空気ばね５６と、空気ばね５６内の空気の給排気を行う高さ調整弁５１とを備えている。
【００６９】
高さ調整弁５１は、各々の空気ばね５６に一つずつ設けられている。高さ調整弁５１は、車体３の高さを一定に保つように、輸送量の変動による車体３の重量の変動に応じて、空気ばね５６に空気を供給したり、空気ばね５６から空気を排出したりする。
【００７０】
また傾斜装置７５は、本実施形態では車軸１０よりも走行方向に車端部側に、即ち、操舵装置１４と同じ側に設けられている。傾斜装置７５は案内枠２５に接続されたリンク部材６１と、リンク部材６１の幅方向左右の両端部の各々と、これら両端部にそれぞれ対応する高さ調整弁５１とを接続する一対の調整ロッド６２とを有している。
【００７１】
リンク部材６１は、案内枠２５の横梁２７に固定された支持部６４と、支持部６４に交差するように配置されて幅方向に延びるリンク本体６５と、リンク本体６５と支持部６４とを接続する接続ロッド６６とを有している。
【００７２】
リンク本体６５は、幅方向に延びる本体部６７と、本体部６７の幅方向中央の位置から上方に延びる突出部６８とを有して、走行方向から見て逆Ｔ字状をなしている。本体部６７は台車本体１２又は車軸１０に対して、ピン６９によって走行方向に延びる中心軸線回りに回転可能に設けられている。
【００７３】
支持部６４は、案内枠２５の横梁２７と一体に、横梁２７から鉛直方向に沿って上方に延びている。支持部６４はリンク本体６５の本体部６７の幅方向中央の位置よりも幅方向にずれた位置に配置されている。
【００７４】
接続ロッド６６は幅方向に延び、支持部６４の上端とリンク本体６５の突出部６８の上端とを接続している。接続ロッド６６は支持部６４及び突出部６８に対して走行方向に延びる中心軸線回りに回転可能に設けられている。
【００７５】
各々の調整ロッド６２は、鉛直方向に沿って延びている。調整ロッド６２が持ち上がることで高さ調整弁５１によって空気ばね５６に給気され、調整ロッド６２が下がることで高さ調整弁５１によって空気ばね５６から排気されるようになっている。
【００７６】
次に、図１０を参照して、傾斜装置７５によって車体３を傾斜させる様子について説明する。図１０は前側の台車７２Ａを走行方向前方から見た図である。説明のため一部の構成部品が省略されている。
曲線部１０１で案内枠２５が旋回すると、支持部６４が横梁２７とともに曲線部１０１の内側（図８の紙面に向かって下方）に移動する。すると、接続ロッド６６がリンク本体６５の突出部６８を曲線部１０１の内側に押す。この結果、図１０に示すようにリンク本体６５の本体部６７が上記中心軸線を中心に回転し、本体部６７における曲線部１０１の外側の端部（外端部）が、内側の端部（内端部）に比べて上方に持ち上げられる。
【００７７】
すると、曲線部１０１の外側の調整ロッド６２が上方に持ち上げられ、高さ調整弁５１によって曲線部１０１の外側の空気ばね５６に給気が行われる。高さ調整弁５１は、調整ロッド６２が持ち上がることで台車７２に車体３が近づいたと判断し、空気ばね５６に給気を行うようになっている。
また、曲線部１０１の内側の調整ロッド６２が下方に下げられ、高さ調整弁５１によって曲線部１０１の内側の空気ばね５６から排気される。高さ調整弁５１は、調整ロッド６２が下がることで台車７２から車体３が遠ざかったと判断し（即ち、車体３の重量が減少したと判断し）、空気ばね５６から排気するようになっている。
このようにして車体３が幅方向に傾斜する。
【００７８】
以上説明した本実施形態の車両１によれば、案内枠２５の旋回に応じて、接続ロッド６６を介してリンク部材６１を幅方向に傾けることで、高さ調整弁５１によって空気ばね５６の高さ調整を行うことができる。即ち曲線部１０１の外側の空気ばね５６を膨らませ、曲線部１０１の内側の空気ばね５６を縮めることで、リンク部材６１という機械的な構成によって車体３を幅方向に、曲線部１０１の内側に倒れるように傾斜させることができる。よって、曲線部１０１を走行する際の遠心力を車体３の傾斜によって打ち消すことが可能となり、車両１が曲線部１０１を高速で走行可能となる。
【００７９】
また本実施形態の台車７２は、第一実施形態及び第二実施形態の台車２と異なり、枕ばね受４１を備えていない。よって部品点数を削減でき、台車７２の全体をコンパクトにできる。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００８１】
例えば、上記の実施形態では案内輪３０が案内レール１２０からの反力を受けて案内枠２５が旋回するようになっている。しかし例えば、案内輪３０が案内レール１２０に接触せずに走行し、曲線部１０１で曲線部１０１に沿って自動で案内枠２５が旋回される自動操舵機構を有する台車に、傾斜装置１５、７５を設けてもよい。
【００８２】
さらに、また上述の台車２、７２はサイドガイド方式の台車であるとして説明したが、センターガイド方式の台車に上記の傾斜装置１５、７５を設けてもよい。傾斜装置１５、７５は幅方向に動作するだけでなく、鉛直方向に動作するものであってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１  車両
２、２Ａ、２Ｂ  台車
３  車体
４  懸架枠
４ａ  受け部
５  牽引ロッド
１０  車軸
１０ａ  受け部
１０ｂ  受け部
１１  走行輪
１２  台車本体
１３  案内装置
１４  操舵装置
１５  傾斜装置
１６  枕ばね
２１  キングピン
２２  取付軸
２５  案内枠
２５ａ  接続部
２６  縦梁
２７  横梁
３０  案内輪
３１  旋回軸受
３４  ステアリングアーム
３５  ステアリングロッド
４１  枕ばね受
４２  リンク部材
４３  傾斜誘導部材
４４  ロッド部
４５  ロッド支持部
４６  弾性部材
４８  リンク部材
５１  高さ調整弁
５６  空気ばね
６１  リンク部材
６２  調整ロッド
６４  支持部
６５  リンク本体
６６  接続ロッド
６７  本体部
６８  突出部
６９  ピン
７２、７２Ａ  台車
７５  傾斜装置
１００  軌道
１０１  曲線部
１０２  走行路面
１２０  案内レール
Ｏ  旋回軸線
ｄ  距離
θ  スリップアングル
Ｌ  長さ寸法
【図１】
2019142449.tif 000003
【図２】
2019142449.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019142449.tif 000007
【図６】
2019142449.tif 000008
【図７】
2019142449.tif 000009
【図８】
2019142449.tif 000010
【図９】
2019142449.tif 000011
【図１０】
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