(57)【要約】【課題】ガイドレールなしに狭いカーブ路を走行できる狭路走行車両を提供すること。【解決手段】前側ボギー２及び後側ボギー３に一端が固定され他端がそれぞれ他方側に延びる前側揺動バー２３Ａ及び後側揺動バー３３Ａと、前側揺動バー２３Ａの他端側及び後側揺動バー３３Ａの他端側と係合して前側揺動バー２３Ａの他端側及び後側揺動バー３３Ａの他端側を車体１の左右方向に駆動して前側ボギー２及び後側ボギー３を水平面で右左方向に駆動する駆動アーム５ｂと、駆動アーム５ｂを車体１の左右方向に駆動する操作アーム５ｃとを有する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、
該車体の前部及び後部の下面側でそれぞれ水平面内に揺動可能に枢支された両端側に車輪を有する前側ボギー及び後側ボギーと、
該前側ボギー及び該後側ボギーに一端が固定され他端がそれぞれ他方側に延びる前側揺動バー及び後側揺動バーと、
該車体に枢支された枢支部を有し該枢支部から下方に突出し該前側揺動バーの他端側及び該後側揺動バーの他端側と係合して該前側揺動バーの他端側及び該後側揺動バーの他端側を該車体の左右方向に駆動して該前側ボギー及び該後側ボギーを水平面で右左方向に駆動する駆動アームと、
該駆動アームを該車体の左右方向に駆動する操作アームと、
を具備する狭路走行車両。
【請求項２】
前記前側揺動バー及び前記後側揺動バーは、前記前側ボギー及び前記後側ボギーのそれぞれ他方側に突出した各係合部と、両端部が各該係合部に揺動自在で且つ相対摺動可能に保持された連結バーとからなり、
前記駆動アームは該連結バーを前記車体の前後方向に延びる状態で該車体の左右方向に駆動するものである請求項１に記載の狭路走行車両。
【請求項３】
前記車体と前記前側ボギー及び後側ボギーの間に水平ベアリングを有する請求項１又は２に記載の狭路走行車両。
【請求項４】
前記操作アームの長さをＲ、前記駆動アームの長さをｒとするとき、ｒ／Ｒ〜０．４である請求項２又は３に記載の狭路走行車両。
【請求項５】
前記前側ボギー及び前記後側ボギーの両側の車輪の一方が駆動輪で他方が従動輪である請求項１〜４のいずれか１項に記載の狭路走行車両。
【請求項６】
前記枢支部は前後方向に長い枢支バーであり、該枢支バーの両端部にそれぞれ前記操作アームを備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の狭路走行車両。
【請求項７】
前記操作アームを前記枢支バーに対面して着座した搭乗者が操作する請求項６に記載の狭路走行車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右両輪が車体に対して回動するボギーと共に一体に操舵される車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のように前輪のみを操舵する車両は、後輪が前輪より小回りするため、狭くて急なカーブを有する狭路（下水路、地下インフラ通路等）を走行する車両には、適さない。
【０００３】
それに対して、ボギー台車は前輪と後輪の走行軌跡を一致させることができるので、狭くて急なカーブを有する狭路走行に適する。
【０００４】
従来のボギー台車としては、例えば、図１４に示すボギー台車が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この従来のボギー台車は、センサからの検出信号に基づき「左カーブ」であると判別すると、ボギー１２の両側に支持された左右の駆動輪７、８のうち左駆動輪８のモータ１６の電流を切って左輪８をフリー回転にし、右駆動輪７の駆動力だけで走行する。また、「右カーブ」であると判別すると、左右の駆動輪７、８のうち右駆動輪７のモータ１５の電流を切って右輪７をフリー回転にし、左駆動輪８の駆動力だけで走行する。直線経路では両モータ１５、１６が共に駆動され、左右両輪７、８が共に駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１４２３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のボギー台車は、前側ボギー１２の駆動輪７、８の回転を制御して操舵するので、自動車のように前輪のみ操舵する台車に相当し、後側ボギー１３の走行輪９、１０はカーブの曲線から外れてしまう。そこで、従来のボギー台車では、走行する床面に敷設されたガイドレールに機械的にガイドされるように構成されている。
【０００７】
さらに、例えば、センサで「左カーブ」を検出すると、ボギー１２の両側に支持された左右の駆動輪７、８のうち左輪側のモータ１６の電流を切って左輪をフリー回転にし、右側の駆動力で走行するだけであるので、狭い通路のカーブを走行するためには、回転制御を細かく行う必要がある。
【０００８】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、ガイドレールなしに狭いカーブ路を走行できる狭路走行車両を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するためになされた本発明に係る狭路走行車両は、車体と、該車体の前部及び後部の下面側でそれぞれ水平面内に揺動可能に枢支された両端側に車輪を有する前側ボギー及び後側ボギーと、該前側ボギー及び該後側ボギーに一端が固定され他端がそれぞれ他方側に延びる前側揺動バー及び後側揺動バーと、該車体に枢支された枢支部を有し該枢支部から下方に突出し該前側揺動バーの他端側及び該後側揺動バーの他端側と係合して該前側揺動バーの他端側及び該後側揺動バーの他端側を該車体の左右方向に駆動して該前側ボギー及び該後側ボギーを水平面で右左方向に駆動する駆動アームと、該駆動アームを該車体の左右方向に駆動する操作アームと、を具備する。
【００１０】
駆動アームで前側揺動バーの他端側及び後側揺動バーの他端側を水平面内で左右方向に駆動すると、前側ボギー及び後側ボギーが水平面内で右左方向に駆動されるので、前側ボギーと後側ボギーは互いに反対方向に回転し、前側ボギーと後側ボギーの車輪は同じ曲線上を走行する。したがって、狭い曲線路をガイドレールなしで走行することができる。
【００１１】
上記狭路走行車両において、前記前側揺動バー及び前記後側揺動バーは、前記前側ボギー及び前記後側ボギーのそれぞれ他方側に突出した各係合部と、両端部が各該係合部に揺動自在で且つ相対摺動可能に保持された連結バーとからなり、前記駆動アームは該連結バーを前記車体の前後方向に延びる状態で該車体の左右方向に駆動するものであるとよい。これにより、操舵をスムーズに行うことができる。
【００１２】
また、前記車体と前記前側ボギー及び後側ボギーの間に水平ベアリングを有するとよい。これにより、車体に対して前側ボギーと後側ボギーとが滑らかに揺動することができる。
【００１３】
また、前記操作アームの長さをＲ、前記駆動アームの長さをｒとするとき、ｒ／Ｒ〜０．４であるとよい。これにより、ハンドル入力角θが可動範囲の１８°まで出力ボギー旋回角Ψがリニアに変化する。その結果、操舵のフィーリングが良くなる。
【００１４】
また、前記前側ボギー及び前記後側ボギーの両側の車輪の一方が駆動輪で他方が従動輪であるとよい。これにより、走行効率が高く(燃費がよく)、左右どちらのカーブも滑らかに曲がることができる。
【００１５】
また、前記枢支部は前後方向に長い枢支バーであり、該枢支バーの両端部にそれぞれ前記操作アームを備えるとよい。これにより、オペレータが左右の手それぞれで操作アームを操作することができ、操舵を確実に行うことができる。
【００１６】
また、前記操作アームを前記枢支バーに対面して着座した搭乗者が操作するものとするとよい。これにより、狭い車体で操舵が容易になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の狭路走行車両の場合、駆動アームで前側揺動バーの他端側及び後側揺動バーの他端側を水平面内で左右方向に駆動すると、前側ボギー及び後側ボギーが水平面内で右左方向に駆動されるので、前側ボギーと後側ボギーは互いに反対方向に回転し、前側ボギーと後側ボギーの車輪は同じ曲線上を走行する。したがって、狭い曲線路をガイドレールなしで走行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態１に係る狭路走行車両の上面視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線端面視図である。
【図３】実施形態１に係る狭路走行車両の操舵装置の側方視図である。
【図４】図３のＡ矢視図である。
【図５】実施形態１に係る狭路走行車両の動作を説明するための上面視模式図である。
【図６】実施形態１に係る狭路走行車両のボギー旋回特性を説明する図である。
【図７】実施形態１に係る狭路走行車両のハンドル入力角θとボギー旋回角Ψの関係を示すグラフである。
【図８】実施形態２の狭路走行車両の下面視図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線端面視図である。
【図１０】実施形態２の狭路走行車両の要部側方視図である。
【図１１】実施形態２の狭路走行車両の動作を説明する上面視模式図である。
【図１２】実施形態３の狭路走行車両の下面視図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ線要部断面図である。
【図１４】従来技術におけるボギー台車の模式平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、発明を実施するための形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２０】
（実施形態１）
図１は本実施形態に係る狭路走行車両の上面視図、図２は図１のＡ−Ａ線端面図、図３は本実施形態の狭路走行車両の操舵装置の側方視図、図４は図３のＡ矢視図、図５は本実施形態の狭路走行車両の動作を説明する上面視模式図である。
【００２１】
本実施形態に係る狭路走行車両は、図１〜４に示すように、車体１と、車体１の前部の下面側で水平面内に揺動可能に枢支された両端側に車輪２１ａ、２１ｂを有する前側ボギー２及び車体１の後部の下面側で水平面内に揺動可能に枢支された両端側に車輪３１ａ、３１ｂを有する後側ボギー３と、前側ボギー２の後方に突出した係合部２３、後側ボギー３の前側に突出した係合部３３及び両端部が係合部２３と係合部３３に揺動自在で且つ相対摺動可能に保持された連結バー６と、車体１に枢支された枢支部５ａを有し枢支部５ａから下方に突出し連結バー６と係合して連結バー６を車体１の左右方向に駆動して前側ボギー２及び後側ボギー３を水平面で右左方向に駆動する駆動アーム５ｂと、駆動アーム５ｂを車体１の左右方向に駆動する操作アーム５ｃと、を具備している。
【００２２】
前側ボギー２の車台２２が車軸線ＡＬｆと車体１の幅方向の中心線ＣＬとの交点ＣＰｆで車体１の下面から下方に延びる軸１１ａに水平面内で揺動可能に軸支されている。また、後側ボギー３の車台３２が車軸線ＡＬｂと車体１の幅方向の中心線ＣＬとの交点ＣＰｂで車体１の下面から下方に延びる軸１１ｂに水平面内で揺動可能に軸支されている。
【００２３】
係合部２３は一端部に連結バー６を摺動可能に保持する貫通穴２３ａを、他端部に前側ボギー２の車台２２の後端中間点の軸孔２４（中心線ＣＬから下した垂線に沿う軸孔）に係合して水平面内で揺動可能にする軸部２３ｂを備えている。
【００２４】
係合部３３は一端部に連結バー６を摺動可能に保持する貫通穴３３ａを、他端部に後側ボギー３の車台３２の前端中間点の軸孔３４（中心線ＣＬから下した垂線に沿う軸孔）に係合して水平面内で揺動可能にする軸部３３ｂを備えている。
【００２５】
操舵装置５は、車体１の上面の中心線ＣＬ上に固定された前後の軸受５ｄに回転可能に軸支された枢支バー５ａ、枢支バー５ａに上部が固定され下方に延びて下部が連結バー６を駆動する駆動アーム５ｂ、枢支バー５ａの両端部に固定された操作アーム５ｃを備えている。駆動アーム５ｂの下端部は、連結バー６との係合を確実に行うためにホーク状をしている（図４参照。）。
【００２６】
２５はアウターレースが前側ボギー２の車台２２に固定された水平ベアリングであり、３５はアウターレースが後側ボギー３の車台３２に固定された水平ベアリングである。
【００２７】
２６は前側ボギー２の車台２２に固定され車輪２１ｂを駆動するモータであり、３６は後側ボギー３の車台３２に固定され車輪３１ａを駆動するモータである。
【００２８】
次に、本実施形態の狭路走行車両の動作を説明する。図５（ａ）に示す直線路走行状態から操作アーム５ｃ（図２〜４参照）を右（図４中の矢印Ｂ方向）に駆動することで駆動アーム５ｂを左（図４中の矢印Ｃ方向）に駆動すると、連結バー６が中心線ＣＬと交差する水平面内の矢印Ａ方向（左）に変位する。すると、その連結バー６の変位する力が係合部２３、係合部３３を介して、前側ボギー２には矢印Ｂ方向（時計回り）に回転させる回転モーメントが、後側ボギー３には矢印Ｃ方向（反時計回り）に回転させる回転モーメントが作用し、図５（ｂ）に示す状態になる。
【００２９】
図５（ａ）の状態（直線路走行状態）における前側ボギー２と後側ボギー３との中間点を通る中心線ＣＬに対する垂線ＶＬとボギー２、３の車軸ＡＬｆ、ＡＬｂとの成す角（出力ボギー旋回角）がΨに等しい。したがって、本発明の実施形態１の狭路走行車両では、前側ボギー２の車輪２１ｂと後側ボギー３の車輪３１ｂは同一の外円上を転動し、前側ボギー２の車輪２１ａと後側ボギー３の車輪３１ａは同一の内円上を転動するので、狭いカーブ路でも走行することができる。
【００３０】
操作アーム５ｃの回転角（入力角）をθ、駆動アーム５ｂの基準半径（回転中心からホークの根本までの距離）をｒ、ボギー力点旋回半径（操作アームの長さ）をＲとすると（図４参照。）、本実施例の狭路走行車両の場合、出力ボギー旋回角Ψは
Ψ＝ｓｉｎ−１［（ｒ/Ｒ）ｔａｎθ］            （１）
と表される。
【００３１】
本実施形態の狭路走行車両では、駆動アーム５ｂの回転による連結バー６の変位を作図すると図６のようになる。図６から、本実施形態の狭路走行車両の場合、（ｒ/Ｒ）＝０．４であることがわかる。
【００３２】
（１）式で（ｒ/Ｒ）＝０．４として、θとΨの関係を計算した結果を図７に示す。図７からθが１８°（〜本実施例の狭路走行車両の可動範囲）までΨがリニアに変化することがわかる。
【００３３】
本実施形態の狭路走行車両はモータ２６、３６を備えており、前側ボギー２の車輪２１ｂを駆動輪、２１ａを従動輪、後側ボギー３の車輪３１ａを駆動輪、３１ｂを従動輪としているので、走行効率が高く(燃費がよく)、左右どちらのカーブも滑らかに曲がることができる。
【００３４】
また、枢支バー５ａが前後方向に長く、枢支バー５ａの両端部に操作アーム５ｃを備えているので、オペレータが左右の手それぞれで操作アーム５ｃを操作することができ、操舵を確実に行うことができる。さらに、オペレータが枢支バー５ａに対面して着座することができるので、狭い車体の上での操舵が容易になる。
【００３５】
本実施形態の狭路走行台車では、前側ボギー２の車輪２１ｂをモータ２６で駆動し、後側ボギー３の車輪３１ａをモータ３６で駆動するが、モータ２６の駆動力をデファレンシャルギヤを介して車輪２１ａ、２１ｂに、モータ３６の駆動力をデファレンシャルギアを介して車輪３１ａ、３１ｂにそれぞれ伝達するようにするとよい。これにより、左右どちらのカーブもより一層滑らかに曲がることができる。
【００３６】
（実施形態２）
図８は本実施形態に係る狭路走行車両の下面視図、図９は図８のＡ−Ａ線断面図、図１０は本実施形態の狭路走行車両の操舵装置５の側方視図、図１１は本実施形態に係る狭路走行車両の動作を説明するための下面視図である。
【００３７】
本実施形態に係る狭路走行車両は、図８〜１０に示すように、車体１と、車体１の前部及び後部の下面側でそれぞれ水平面内に揺動可能に枢支された両端側に車輪２１ａ、２１ｂ；３１ａ、３１ｂを有する前側ボギー２及び後側ボギー３と、前側ボギー２及び後側ボギー３に一端が固定され他端がそれぞれ他方側に延びる前側揺動バー２３Ａ及び後側揺動バー３３Ａと、車体１に枢支された枢支部５ａを有し枢支部５ａから下方に突出し前側揺動バー２３Ａの他端側及び後側揺動バー３３Ａの他端側と係合して前側揺動バー２３Ａの他端側及び後側揺動バー３３Ａの他端側を車体１の左右方向に駆動して前側ボギー２及び後側ボギー３を水平面で右左方向に駆動する駆動アーム５ｂと、駆動アーム５ｂを車体１の左右方向に駆動する操作アーム５ｃと、を具備する。
【００３８】
すなわち、両側に車輪２１ａ、２１ｂが支持された前側ボギー２が左右方向中心線ＣＬ（Ａ−Ａ線）と交差する前側軸２２を介して水平面内で揺動可能に車体１に枢支されている。また、両側に車輪３１ａ、３１ｂが支持された後側ボギー３が左右方向中心線ＣＬと交差する後側軸３２を介して水平面内に揺動可能に車体１に枢支されている。
【００３９】
前側揺動バー２３Ａの一端部は前側ボギー２の後端部の左右方向中間部に固定され、後側揺動バー３３Ａの一端部は後側ボギー３の前端部の左右方向中間部に固定されている。前側揺動バー２３Ａの他端部と後側揺動バー３３Ａの他端部は上下に重なり合うようにしてある。
【００４０】
駆動アーム５ｂの先端部はフォーク状に二つのロッド５ｂ１、５ｂ２に分かれている（図１０参照。）。前側揺動バー２３と後側揺動バー３３の上下方向に重なる部分の前後方向中心線ＶＬと交差する部位は、二つのロッド５ｂ１、５ｂ２で滑らかに挟持されている。
【００４１】
次に、本実施形態の狭路走行車両の動作を説明する。図１１（ａ）に示す直線路走行状態から操作アーム５ｃを右に駆動することで駆動アーム５ｂを左（図１１（ａ）中の矢印Ａ方向）に駆動すると、前側ボギー２には矢印Ｂ方向（時計回り）に回転させる回転モーメントが、後側ボギー３には矢印Ｃ方向（反時計回り）に回転させる回転モーメントが作用し、図１１（ｂ）に示す状態になる。
【００４２】
図１１（ｂ）で左右方向中心線ＣＬと、前側ボギー２の車軸ＡＬｆ、後側ボギー３の車軸ＡＬｂとの成す角が出力ボギー旋回角Ψである。すなわち、実施形態２の狭路走行車両では、前側ボギー２の車輪２１ｂと後側ボギー３の車輪３１ｂは同一の外円上を転動し、前側ボギー２の車輪２１ａと後側ボギー３の車輪３１ａは同一の内円上を転動するので、狭いカーブ路でも走行することができる。
【００４３】
（実施形態３）
本実施形態の狭路走行車両は、実施形態２の狭路走行車両の前側揺動バー２３Ａと後側揺動バー３３Ａを変更した点が、実施形態２の狭路走行車両と大きく異なる。実施形態２の狭路走行車両と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の狭路走行車両の後方に延びる前側揺動バー２３Ｂの後端部には前後方向に長い長穴２３Ｂ１が形成されている。同様に後側揺動バー３３Ｂの前端部には前後方向に長い長穴３３Ｂ１が形成されている。
【００４５】
直線路走行状態では、図１２に示すように、長穴２３Ｂ１と長穴３３Ｂ１とは上下方向で重なり、前後方向の中間部に連結軸４が介挿されている。
【００４６】
実施形態２の狭路走行車両の場合、悪路走行時に前側揺動バー２３Ａと後側揺動バー３３Ａの重なりが悪くなり、駆動アーム５ｂによる駆動が良好に行われない恐れがある。本実施形態の狭路走行車両の場合、前側揺動バー２３Ｂと後側揺動バー３３Ｂとが長穴２３Ｂ１と長穴３３Ｂ１を介して連結軸４で滑らかに連結されているので、悪路走行時でも駆動アーム５ｂによる駆動を良好に行うことができる。
【００４７】
本発明は、上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・・・・・・・車体
２・・・・・・・・・前側ボギー
２１ａ、２１ｂ・・車輪
２３・・・・・・・係合部
２３Ａ、２３Ｂ・・前側揺動バー
３・・・・・・・・・後側ボギー
３１ａ、３１ｂ・・車輪
３３・・・・・・・係合部
３３Ａ、３３Ｂ・・後側揺動バー
５・・・・・・・・・操舵装置
５ａ・・・・・・・枢支部（枢支バー）
５ｂ・・・・・・・駆動アーム
５ｃ・・・・・・・操作アーム
６・・・・・・・・・連結バー
【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】
2017052343.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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