新交通システム車両の連結器
【課題】カーブ軌道上であっても無人での車両連結を可能とする新交通システム車両の連結器を提供する。
【解決手段】軌道２を走行するための走行輪３と、その走行輪３を左右に操舵するためのステアリング機構４とを備えた新交通システム車両５を車両同士で相互に連結するための連結器１において、上記新交通システム車両５の車端部に回動自在に設けられた連結器本体６と、その連結器本体６の先端を上記軌道の軌道中心線上に位置させると共に上記軌道中心線に沿った方向に向けるべく、上記連結器本体６を上記ステアリング機構４の操舵に連動して左右に回動させる首振り機構７とを備えたものである。
【解決手段】軌道２を走行するための走行輪３と、その走行輪３を左右に操舵するためのステアリング機構４とを備えた新交通システム車両５を車両同士で相互に連結するための連結器１において、上記新交通システム車両５の車端部に回動自在に設けられた連結器本体６と、その連結器本体６の先端を上記軌道の軌道中心線上に位置させると共に上記軌道中心線に沿った方向に向けるべく、上記連結器本体６を上記ステアリング機構４の操舵に連動して左右に回動させる首振り機構７とを備えたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新交通システム車両を車両同士で連結するための連結器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、専用の軌道（走行路）を無人で自動走行可能な車両として所謂新交通システム車両が知られている。
【０００３】
図５に示すように、新交通システム車両１０１は、車体の一部をなすフレーム１０２と、そのフレーム１０２に取り付けられた台車１０３とを備える。
【０００４】
その台車１０３は、ゴムタイヤなどの走行輪１０４と、その走行輪１０４を操舵するための台車ステアリング機構とを有し、その台車ステアリング機構は、走行輪１０４と一体的に回動可能なアーム１０６と、そのアーム１０６に取り付けられたガイドホイール１０７とを有する。
【０００５】
この台車ステアリング機構は、軌道に沿って設けられたガイドレール１０８によりガイドホイール１０７が案内されることで走行輪１０４の舵が切られるように構成されており、その台車ステアリング機構の操舵により新交通システム車両１０１の自動走行が可能となっている。
【０００６】
このような新交通システム車両１０１では、複数の車両を連結する場合があり、その連結のために連結器１０９が設けられることがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図６に示すように、連結器１０９は、車体に左右に回動可能に支持され前方に延びる左右首振り部１１０と、その左右首振り部１１０の先端に形成されたオス部１１１およびメス部１１２とを有する。
【０００８】
左右首振り部１１０には、連結器１０９をセンタに復帰させるためのセンタ復帰バネ１１３が設けられる。そのセンタ復帰バネ１１３は、左右首振り部１１０の左右両側に各々設けられ左右首振り部１１０を左右両側からセンタに向かい付勢する。
【０００９】
この従来の新交通システム車両１０１では、連結器１０９の左右首振り部１１０にセンタ復帰バネ１１３がついてることから、外力が働かない限り連結器１０９は正面（車両中心軸方向）を向くようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特公昭６３−４１３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述の連結器１０９では、カーブ軌道上で車両１０１同士を連結しようとした場合に、それら車両１０１の連結器１０９の先端（オス部１１１およびメス部１１２）の向きと位置とがずれてしまうことから、無人の車両連結が不可能であるという問題があった。
【００１２】
すなわち、上述の連結器１０９は、センタ復帰バネ１１３により車両中心軸方向を指向するようになっているため、カーブ軌道では連結器１０９が互いに軌道中心線に対してそっぽを向いてしまう。そのため、両連結器１０９が互いに対向するように連結器１０９を人が手で押さえないと両連結器１０９のオス部１１１およびメス部１１２を合わすことができなかった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、カーブ軌道上であっても無人での車両連結を可能とする新交通システム車両の連結器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、軌道を走行するための走行輪と、その走行輪を左右に操舵するためのステアリング機構とを備えた新交通システム車両を車両同士で相互に連結するための連結器において、上記新交通システム車両の車端部に回動自在に設けられた連結器本体と、その連結器本体の先端を上記軌道の軌道中心線上に位置させると共に上記軌道中心線に沿った方向に向けるべく、上記連結器本体を上記ステアリング機構の操舵に連動して左右に回動させる首振り機構とを備えたものである。
【００１５】
好ましくは、上記ステアリング機構が、左右の上記走行輪を連結するためのタイロッドを備え、上記首振り機構が、上記タイロッドから上記連結器本体まで延びると共に上記連結器本体に回動自在に取り付けられたリンクアームを備えたものである。
【００１６】
好ましくは、上記リンクアームに、上記連結器本体の位置および向きのずれを吸収するための吸収部が設けられたものである。
【００１７】
好ましくは、上記軌道の左右両側に沿ってガイドレールが各々設けられ、上記ステアリング機構が、上記左右の走行輪ごとに各々設けられ上記新交通システム車両から左右外側に突出すると共に上記タイロッドにより連結された左右のガイドアームと、それらガイドアームの先端に各々設けられ上記ガイドレールにガイドされるガイドホイールとを備えたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、カーブ軌道上であっても無人での車両連結が可能となるという優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に係る一実施形態による連結器および新交通システム車両の概略平面図である。
【図２】図２は、本実施形態の連結器の平面図である。
【図３】図３は、本実施形態の連結器の模式的な平面図であり、車両がストレート軌道上にある場合を示す。
【図４】図４は、本実施形態の連結器の模式的な平面図であり、車両がカーブ軌道上にある場合を示す。
【図５】図５は、従来の連結器を説明するための新交通システム車両の概略平面図である。
【図６】図６は、従来の連結器の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２１】
本実施形態の新交通システム車両の連結器は、例えば、側方案内４走行輪ステアリング式の新交通システム車両を対象とする。ここで、新交通システム車両とは、専用の軌道をゴムタイヤなどの走行輪で走行すると共に、その走行輪を自動（または半自動）で操舵可能なものであり、所謂ＡＰＭ（Automated People Mover）も含まれる。
【００２２】
図１から図４に基づき本実施形態の新交通システム車両（以下、車両という）および軌道の概略構造を説明する。以下の説明において、前後とは、車両の車長方向をいい図２では左右方向である。左右とは車両の車幅方向をいい図２では上下方向である。また、説明の便宜のために図２の右側を前として説明する。
【００２３】
図１に示すように、軌道２には後述する車両５Ａ、５Ｂの走行輪３が通る走行路面２１が形成され、その走行路面２１（軌道２）の左右両側には、車両５Ａ、５Ｂをガイドするためのガイドレール２２が軌道２に沿って設けられる。また、軌道２の左右いずれか一側または両側には車両５Ａ、５Ｂに電力を供給するための電車線（図示せず）が設けられる。
【００２４】
この軌道２の中央を通る仮想的なラインを以下、軌道中心線Ｌ（図４参照）という。軌道中心線Ｌは、左右のガイドレール２２間の中央を通り軌道２に沿って延びる。
【００２５】
車両５Ａ、５Ｂは、前後に延びる車体（図１では車両フレーム８のみ示す）と、その車体を支持する複数の台車９と、車両５Ａ、５Ｂ同士を連結するための連結器１とを備える。車体は、車両フレーム８（台枠）の上に車両ボディ（上部構体）を設けてなり、車両フレーム８の下には２つの台車９が取り付けられる。
【００２６】
それら台車９は、車両５Ａ、５Ｂの前部と後部とに各々配置される。ここで、これら車両５Ａ、５Ｂの前部の台車９と後部の台車９とは同様の構造を有することから、図１における左側の車両５Ａの前部の台車９のみ説明し、他のものは説明を省略する。
【００２７】
図２に示すように、図例の台車９は、１軸の駆動台車であり、軌道２を走行するための左右一対の走行輪３（ゴムタイヤ）と、それら走行輪３を駆動するための電動の走行モータ９１（図１参照）と、その走行モータ９１などに電車線からの電力を供給するための集電装置（図示せず）と、走行輪３を左右に操舵するためのステアリング機構（以下、台車ステアリング機構という）４とを備える。
【００２８】
より具体的には、車両フレーム８の下部に、空気バネ９２などのサスペンション装置が取り付けられ、そのサスペンション装置によって車軸９３が支持される。その車軸９３の両端部に、走行輪３を左右に回動可能に支持する走行輪支持部（図示せず）が設けられる。また、車軸９３の中間部（図例ではほぼ中央）に走行モータ９１の出力軸９４が連結され、その走行モータ９１からの回転駆動力が車軸９３（および走行輪３）に伝達される。
【００２９】
台車ステアリング機構４は、左右の走行輪３ごとに各々設けられた左右のガイドアーム４１と、それらガイドアーム４１の先端に各々設けられたガイドホイール４２と、左右の走行輪３を互いに連動して回動するように連結するためのタイロッド（以下、左右ステアリング連結アームという）４３とを備える。
【００３０】
ガイドアーム４１は、走行輪３に沿って前後に延びる基部４１１と、その基部４１１の前端および後端から車幅方向外側に延びる２つのホイール支持部４１２とからなり、全体として、走行輪３を車幅方向内側から囲う平面視コ字状に形成される。
【００３１】
ガイドアーム４１の基部４１１は、車軸９３の両端部（走行輪支持部）に回動可能かつ走行輪３と一体的に回動するように設けられる。ホイール支持部４１２は走行輪３の前方および後方に各々位置し、ホイール支持部４１２の先端が走行輪３よりも左右外側（車幅方向外側）に延び車両フレーム８から突出する。そのホイール支持部４１２の先端部には、ガイドホイール４２が垂直軸まわりに回転自在に設けられており、ガイドホイール４２は、軌道２のガイドレール２２に転がり接触してガイドされるようになっている。
【００３２】
左右ステアリング連結アーム４３は左右のガイドアーム４１間に掛け渡される。より具体的には、左右ステアリング連結アーム４３の両端部が、左右のガイドアーム４１における前側のホイール支持部４１２に各々回動自在に連結される。また、左右いずれか一方のガイドアーム４１には、走行輪３を直進状態（左右中立位置）に復帰させるための復帰手段（例えばシリンダ装置）４４が連結される。
【００３３】
この台車ステアリング機構４では、左右のいずれか一方のガイドホイール４２がガイドレール２２に接触した際に、そのガイドレール２２からの反力をガイドアーム４１が受けると共に、その反力が左右ステアリング連結アーム４３により他方のガイドアーム４１に伝達され、それら左右のガイドアーム４１が復帰手段４４の復元力に抗して回動することで走行輪３の舵が切られる。
【００３４】
図１に戻り、連結器１は、車両５Ａ、５Ｂの前後の車端部のうちの一方あるいは両方に設けられる。これら前後の連結器１は同様の構造を有することから前側のものを説明し後側のものは説明を省略する。
【００３５】
図２に示すように、連結器１は、車両５Ａの前側の車端部に左右に回動自在（揺動自在）に設けられた連結器本体６と、その連結器本体６の先端を軌道中心線Ｌ上に位置させると共に軌道中心線Ｌに沿った方向（以下、軌道中心線方向という）に向けるべく、連結器本体６を台車ステアリング機構４による走行輪３の操舵に連動して左右に回動させる首振り機構７とを備える。
【００３６】
連結器本体６は、車両５Ａの左右ほぼ中央に配置され、車両５Ａの車端部から前方に延びる。その連結器本体６の基端部（後端部）は、車両フレーム８に左右に回動自在に結合（例えばピン結合）される。図例では連結器本体６の回動中心（以下、連結器回動中心Ｃという）が左右ステアリング連結アーム４３よりも前方に位置する。連結器本体６の先端部（前端部）は、車両フレーム８（および車両ボディ）よりも前方に突出すると共に、その断面が基端側よりも拡大される。連結器本体６の先端面は、連結器本体６の突出方向とほぼ直交する連結面Ｓをなし、その連結面Ｓには、前方に突出する角錐状のオス部６１と後方に窪む穴状のメス部６２とが左右に並べて形成される。この連結器本体６は、所謂密着連結器をなし、オス部６１とメス部６２が左右反対に形成された相手方の連結器本体６と、オス部６１をメス部６２に互いに嵌合させると共に、連結面Ｓを互いに当接、密着させて連結される。
【００３７】
首振り機構７は、左右ステアリング連結アーム４３から連結器本体６まで前方に延びると共に連結器本体６に回動自在に取り付けられたリンクアーム７１を備える。そのリンクアーム７１には、連結器本体６の位置および向きのずれを吸収するための吸収部をなす微調整バネ７２が設けられる。
【００３８】
より具体的には、リンクアーム７１は、全体として平面視ほぼコ字状に形成される。リンクアーム７１は、左右ステアリング連結アーム４３から前方に延びる２つの延出部７１１と、それらの延出部７１１の間に微調整バネ７２を介して掛け渡され連結器本体６に回動自在に結合された接続部７１２とを有する。
【００３９】
延出部７１１は、連結器本体６の左右両側に連結器本体６から離間させて配置される。その延出部７１１は、基端が左右ステアリング連結アーム４３に固定され先端が車幅方向内側に屈曲する。接続部７１２は、左右に延び、その左右のほぼ中央部分が、連結器回動中心Ｃよりも前方の連結器本体６（連結点Ｐ）に結合される。これら接続部７１２と連結器本体６とは、例えばピン結合され、連結器本体６の下面に下方に延びるピンが形成されると共に、そのピンが差し込まれるピン穴が接続部７１２に形成される（図示せず）。
【００４０】
これら接続部７１２と左右の延出部７１１との間に、２つの微調整バネ７２が各々設けられる。微調整バネ７２は、接続部７１２の左右両端に形成されたフランジと左右の延出部７１１の先端に形成されたフランジとに接続され、左右に伸縮可能なように配置される。
【００４１】
次に、本実施形態の連結器１の作用を説明する。
【００４２】
まず、図３および図４に基づき、走行輪３の操舵に連動した連結器１の首振り動作について説明する。図３および図４は、連結器１と台車ステアリング機構４とを模式的に示したものであり、図３、４における右方を車両５Ａの進行方向前方とする。
【００４３】
図３に示すように、車両５Ａが直線状の軌道（ストレート軌道）２を走行する場合、走行輪３は車両５の車長方向を向いており、左右ステアリング連結アーム４３が軌道中心線Ｌとほぼ直交する。連結器本体６は、先端（連結面Ｓの左右中央）と、リンクアーム７１との連結点Ｐと、連結器回動中心Ｃとが軌道中心線Ｌ上で並ぶ中立位置に位置する。
【００４４】
一方、図４に示すように、車両５Ａが曲線状の軌道（カーブ軌道）２を走行する場合、連結器本体６は、首振り機構７によりカーブ軌道２の内側を指向する。
【００４５】
例えば、車両５Ａが左曲がりのカーブ軌道２に進入すると、まず、右側のガイドホイール４２が右側のガイドレール２２に接触する。そのガイドレール２２からの反力が右側のガイドアーム４１に入力され、そのガイドアーム４１が左回りに回動する。その回動するガイドアーム４１により、左右ステアリング連結アーム４３が左側に押され、左右ステアリング連結アーム４３が左側にシフト（図例では、ほぼ平行移動）する。
【００４６】
このとき、左右ステアリング連結アーム４３に固定されたリンクアーム７１も左側にシフトする。そのシフトするリンクアーム７１により、連結器本体６が連結点Ｐにて左側に押され、その連結器本体６の先端が左側（カーブ軌道２の内側）に向けられる。すなわち、連結器本体６は、リンクアーム７１との連結点Ｐが連結器回動中心Ｃよりも左方に移動することで、連結器回動中心Ｃを中心に左回りに回動する。
【００４７】
これにより、連結器本体６のオス部６１およびメス部６２の向きが軌道中心線方向（連結面Ｓにおける軌道中心線Ｌの接線方向）とほぼ平行になり、かつそれらオス部６１およびメス部６２が軌道中心線Ｌの近傍に位置する。また、連結器本体６の連結面Ｓが接線方向とほぼ直交し、かつ連結面Ｓの左右中央が軌道中心線Ｌ上に位置する。
【００４８】
その結果、この連結器１を有する車両５Ａ、５Ｂ同士を連結する際には、それら車両５Ａ、５Ｂがカーブ軌道２上に位置する場合であっても、連結器本体６は、オス部６１が相手方のメス部６２に各々対向すると共に互いの連結面Ｓが平行となるので、連結器本体６の位置および向きを大きく変更することなく連結器本体６を結合することができる。
【００４９】
次に、図１に基づき本実施形態の連結器１によって、カーブ軌道２上にて無人で車両５Ａ、５Ｂの連結を行う一例を説明する。以下の説明では、図１の右側の車両５Ｂを車両故障などによりカーブ軌道２上に停車した停車車両５Ｂとし、左側の車両５Ａを、停車車両５Ｂを牽引、回収するための回収車両５Ａとする。
【００５０】
図１に示すように、停車車両５Ｂでは、ガイドホイール４２がガイドレール２２に当接してガイドアーム４１が回動した状態となっており、その回動したガイドアーム４１によって、連結器１は、そのオス部６１とメス部６２とが軌道中心線方向を指向すると共に軌道中心線Ｌの近傍に位置した状態で保持される。
【００５１】
この停車車両５Ｂに向かって、無人自動走行する回収車両５Ａが接近し、回収車両５Ａがカーブ軌道２に差し掛かると、上述したように、回収車両５Ａの走行輪３の舵がカーブ軌道２（ガイドレール２２）の曲率に応じた舵角で切られ、その走行輪３に連動して連結器１が走行輪３の舵角に応じた回動角で回動する。
【００５２】
回収車両５Ａが停車車両５Ｂの近傍まで接近すると、回収車両５Ａの連結器本体６は、停車車両５Ｂの連結器本体６とほぼ一直線上に並ぶ状態となり（図１参照）、さらに回収車両５Ａが停車車両５Ｂに近づくことで、連結器本体６のオス部６１およびメス部６２が嵌合して連結器本体６が結合される。
【００５３】
このように、本実施形態では、カーブ軌道２に合わせて連結器本体６も首を振って軌道中心線Ｌ上を向くので、人がいなくても両連結器１のオス部６１とメス部６２とが合う。その結果、カーブ軌道２上でも人の手を借りずに無人で車両５を連結することができる。
【００５４】
ここで、連結器本体６同士が結合される際に、両連結器本体６のオス部６１とメス部６２との位置や向きがずれていた場合には、微調整バネ７２が伸縮することで左右の位置合わせの微調整がなされる。
【００５５】
なお、連結器本体６、ガイドアーム４１、左右ステアリング連結アーム４３およびリンクアーム７１の長さ（レバー比）や、連結器本体回動中心Ｃおよびガイドアーム４１の回動中心や、これらの部材６、４１、４３、７１の連結点（節点）の位置は、カーブ軌道２上にて車両５Ａ、５Ｂが対向したときにそれらの連結器本体６の向きおよび位置が一致するように、或いは向きおよび位置のずれが微調整バネ７２による可動範囲内に収まるように適宜設定される。
【００５６】
このように、本実施形態では、左右に回動自在な連結器本体６に微調整バネ７２を介してリンクアーム７１を付けて台車ステアリング機構４の左右ステアリング連結アーム４３とリンクさせることで、カーブ軌道２においても台車ステアリング機構４に連動して連結器１は車両５Ａ、５Ｂの曲がる方向（ステアリング方向）を向くため、連結器１同士の位置がそろい、無人の車両連結が可能となる。
【００５７】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【００５８】
例えば、上述の実施形態の台車ステアリング機構４は、ガイドレール２２から受ける反力により走行輪３の操舵を行うものであるが、これに限定されず、アクチュエータの駆動力により走行輪３の操舵を行うアクティブステアリング式台車でもよい。その場合、連結器もアクティブ首振り構造としてもよい。例えば、連結器本体に連結器本体を左右に回動するためのアクチュエータを接続し、そのアクチュエータを走行輪３の操舵に連動して駆動制御することが考えられる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 連結器
２ 軌道
３ 走行輪
４ ステアリング機構
５Ａ、５Ｂ 車両（新交通システム車両）
６ 連結器本体
７ 首振り機構
２２ ガイドレール
４１ ガイドアーム
４２ ガイドホイール
４３ 左右ステアリング連結アーム（タイロッド）
７１ リンクアーム
７２ 微調整バネ（吸収部）
Ｌ 軌道中心線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新交通システム車両を車両同士で連結するための連結器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、専用の軌道（走行路）を無人で自動走行可能な車両として所謂新交通システム車両が知られている。
【０００３】
図５に示すように、新交通システム車両１０１は、車体の一部をなすフレーム１０２と、そのフレーム１０２に取り付けられた台車１０３とを備える。
【０００４】
その台車１０３は、ゴムタイヤなどの走行輪１０４と、その走行輪１０４を操舵するための台車ステアリング機構とを有し、その台車ステアリング機構は、走行輪１０４と一体的に回動可能なアーム１０６と、そのアーム１０６に取り付けられたガイドホイール１０７とを有する。
【０００５】
この台車ステアリング機構は、軌道に沿って設けられたガイドレール１０８によりガイドホイール１０７が案内されることで走行輪１０４の舵が切られるように構成されており、その台車ステアリング機構の操舵により新交通システム車両１０１の自動走行が可能となっている。
【０００６】
このような新交通システム車両１０１では、複数の車両を連結する場合があり、その連結のために連結器１０９が設けられることがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図６に示すように、連結器１０９は、車体に左右に回動可能に支持され前方に延びる左右首振り部１１０と、その左右首振り部１１０の先端に形成されたオス部１１１およびメス部１１２とを有する。
【０００８】
左右首振り部１１０には、連結器１０９をセンタに復帰させるためのセンタ復帰バネ１１３が設けられる。そのセンタ復帰バネ１１３は、左右首振り部１１０の左右両側に各々設けられ左右首振り部１１０を左右両側からセンタに向かい付勢する。
【０００９】
この従来の新交通システム車両１０１では、連結器１０９の左右首振り部１１０にセンタ復帰バネ１１３がついてることから、外力が働かない限り連結器１０９は正面（車両中心軸方向）を向くようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特公昭６３−４１３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述の連結器１０９では、カーブ軌道上で車両１０１同士を連結しようとした場合に、それら車両１０１の連結器１０９の先端（オス部１１１およびメス部１１２）の向きと位置とがずれてしまうことから、無人の車両連結が不可能であるという問題があった。
【００１２】
すなわち、上述の連結器１０９は、センタ復帰バネ１１３により車両中心軸方向を指向するようになっているため、カーブ軌道では連結器１０９が互いに軌道中心線に対してそっぽを向いてしまう。そのため、両連結器１０９が互いに対向するように連結器１０９を人が手で押さえないと両連結器１０９のオス部１１１およびメス部１１２を合わすことができなかった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、カーブ軌道上であっても無人での車両連結を可能とする新交通システム車両の連結器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、軌道を走行するための走行輪と、その走行輪を左右に操舵するためのステアリング機構とを備えた新交通システム車両を車両同士で相互に連結するための連結器において、上記新交通システム車両の車端部に回動自在に設けられた連結器本体と、その連結器本体の先端を上記軌道の軌道中心線上に位置させると共に上記軌道中心線に沿った方向に向けるべく、上記連結器本体を上記ステアリング機構の操舵に連動して左右に回動させる首振り機構とを備えたものである。
【００１５】
好ましくは、上記ステアリング機構が、左右の上記走行輪を連結するためのタイロッドを備え、上記首振り機構が、上記タイロッドから上記連結器本体まで延びると共に上記連結器本体に回動自在に取り付けられたリンクアームを備えたものである。
【００１６】
好ましくは、上記リンクアームに、上記連結器本体の位置および向きのずれを吸収するための吸収部が設けられたものである。
【００１７】
好ましくは、上記軌道の左右両側に沿ってガイドレールが各々設けられ、上記ステアリング機構が、上記左右の走行輪ごとに各々設けられ上記新交通システム車両から左右外側に突出すると共に上記タイロッドにより連結された左右のガイドアームと、それらガイドアームの先端に各々設けられ上記ガイドレールにガイドされるガイドホイールとを備えたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、カーブ軌道上であっても無人での車両連結が可能となるという優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に係る一実施形態による連結器および新交通システム車両の概略平面図である。
【図２】図２は、本実施形態の連結器の平面図である。
【図３】図３は、本実施形態の連結器の模式的な平面図であり、車両がストレート軌道上にある場合を示す。
【図４】図４は、本実施形態の連結器の模式的な平面図であり、車両がカーブ軌道上にある場合を示す。
【図５】図５は、従来の連結器を説明するための新交通システム車両の概略平面図である。
【図６】図６は、従来の連結器の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２１】
本実施形態の新交通システム車両の連結器は、例えば、側方案内４走行輪ステアリング式の新交通システム車両を対象とする。ここで、新交通システム車両とは、専用の軌道をゴムタイヤなどの走行輪で走行すると共に、その走行輪を自動（または半自動）で操舵可能なものであり、所謂ＡＰＭ（Automated People Mover）も含まれる。
【００２２】
図１から図４に基づき本実施形態の新交通システム車両（以下、車両という）および軌道の概略構造を説明する。以下の説明において、前後とは、車両の車長方向をいい図２では左右方向である。左右とは車両の車幅方向をいい図２では上下方向である。また、説明の便宜のために図２の右側を前として説明する。
【００２３】
図１に示すように、軌道２には後述する車両５Ａ、５Ｂの走行輪３が通る走行路面２１が形成され、その走行路面２１（軌道２）の左右両側には、車両５Ａ、５Ｂをガイドするためのガイドレール２２が軌道２に沿って設けられる。また、軌道２の左右いずれか一側または両側には車両５Ａ、５Ｂに電力を供給するための電車線（図示せず）が設けられる。
【００２４】
この軌道２の中央を通る仮想的なラインを以下、軌道中心線Ｌ（図４参照）という。軌道中心線Ｌは、左右のガイドレール２２間の中央を通り軌道２に沿って延びる。
【００２５】
車両５Ａ、５Ｂは、前後に延びる車体（図１では車両フレーム８のみ示す）と、その車体を支持する複数の台車９と、車両５Ａ、５Ｂ同士を連結するための連結器１とを備える。車体は、車両フレーム８（台枠）の上に車両ボディ（上部構体）を設けてなり、車両フレーム８の下には２つの台車９が取り付けられる。
【００２６】
それら台車９は、車両５Ａ、５Ｂの前部と後部とに各々配置される。ここで、これら車両５Ａ、５Ｂの前部の台車９と後部の台車９とは同様の構造を有することから、図１における左側の車両５Ａの前部の台車９のみ説明し、他のものは説明を省略する。
【００２７】
図２に示すように、図例の台車９は、１軸の駆動台車であり、軌道２を走行するための左右一対の走行輪３（ゴムタイヤ）と、それら走行輪３を駆動するための電動の走行モータ９１（図１参照）と、その走行モータ９１などに電車線からの電力を供給するための集電装置（図示せず）と、走行輪３を左右に操舵するためのステアリング機構（以下、台車ステアリング機構という）４とを備える。
【００２８】
より具体的には、車両フレーム８の下部に、空気バネ９２などのサスペンション装置が取り付けられ、そのサスペンション装置によって車軸９３が支持される。その車軸９３の両端部に、走行輪３を左右に回動可能に支持する走行輪支持部（図示せず）が設けられる。また、車軸９３の中間部（図例ではほぼ中央）に走行モータ９１の出力軸９４が連結され、その走行モータ９１からの回転駆動力が車軸９３（および走行輪３）に伝達される。
【００２９】
台車ステアリング機構４は、左右の走行輪３ごとに各々設けられた左右のガイドアーム４１と、それらガイドアーム４１の先端に各々設けられたガイドホイール４２と、左右の走行輪３を互いに連動して回動するように連結するためのタイロッド（以下、左右ステアリング連結アームという）４３とを備える。
【００３０】
ガイドアーム４１は、走行輪３に沿って前後に延びる基部４１１と、その基部４１１の前端および後端から車幅方向外側に延びる２つのホイール支持部４１２とからなり、全体として、走行輪３を車幅方向内側から囲う平面視コ字状に形成される。
【００３１】
ガイドアーム４１の基部４１１は、車軸９３の両端部（走行輪支持部）に回動可能かつ走行輪３と一体的に回動するように設けられる。ホイール支持部４１２は走行輪３の前方および後方に各々位置し、ホイール支持部４１２の先端が走行輪３よりも左右外側（車幅方向外側）に延び車両フレーム８から突出する。そのホイール支持部４１２の先端部には、ガイドホイール４２が垂直軸まわりに回転自在に設けられており、ガイドホイール４２は、軌道２のガイドレール２２に転がり接触してガイドされるようになっている。
【００３２】
左右ステアリング連結アーム４３は左右のガイドアーム４１間に掛け渡される。より具体的には、左右ステアリング連結アーム４３の両端部が、左右のガイドアーム４１における前側のホイール支持部４１２に各々回動自在に連結される。また、左右いずれか一方のガイドアーム４１には、走行輪３を直進状態（左右中立位置）に復帰させるための復帰手段（例えばシリンダ装置）４４が連結される。
【００３３】
この台車ステアリング機構４では、左右のいずれか一方のガイドホイール４２がガイドレール２２に接触した際に、そのガイドレール２２からの反力をガイドアーム４１が受けると共に、その反力が左右ステアリング連結アーム４３により他方のガイドアーム４１に伝達され、それら左右のガイドアーム４１が復帰手段４４の復元力に抗して回動することで走行輪３の舵が切られる。
【００３４】
図１に戻り、連結器１は、車両５Ａ、５Ｂの前後の車端部のうちの一方あるいは両方に設けられる。これら前後の連結器１は同様の構造を有することから前側のものを説明し後側のものは説明を省略する。
【００３５】
図２に示すように、連結器１は、車両５Ａの前側の車端部に左右に回動自在（揺動自在）に設けられた連結器本体６と、その連結器本体６の先端を軌道中心線Ｌ上に位置させると共に軌道中心線Ｌに沿った方向（以下、軌道中心線方向という）に向けるべく、連結器本体６を台車ステアリング機構４による走行輪３の操舵に連動して左右に回動させる首振り機構７とを備える。
【００３６】
連結器本体６は、車両５Ａの左右ほぼ中央に配置され、車両５Ａの車端部から前方に延びる。その連結器本体６の基端部（後端部）は、車両フレーム８に左右に回動自在に結合（例えばピン結合）される。図例では連結器本体６の回動中心（以下、連結器回動中心Ｃという）が左右ステアリング連結アーム４３よりも前方に位置する。連結器本体６の先端部（前端部）は、車両フレーム８（および車両ボディ）よりも前方に突出すると共に、その断面が基端側よりも拡大される。連結器本体６の先端面は、連結器本体６の突出方向とほぼ直交する連結面Ｓをなし、その連結面Ｓには、前方に突出する角錐状のオス部６１と後方に窪む穴状のメス部６２とが左右に並べて形成される。この連結器本体６は、所謂密着連結器をなし、オス部６１とメス部６２が左右反対に形成された相手方の連結器本体６と、オス部６１をメス部６２に互いに嵌合させると共に、連結面Ｓを互いに当接、密着させて連結される。
【００３７】
首振り機構７は、左右ステアリング連結アーム４３から連結器本体６まで前方に延びると共に連結器本体６に回動自在に取り付けられたリンクアーム７１を備える。そのリンクアーム７１には、連結器本体６の位置および向きのずれを吸収するための吸収部をなす微調整バネ７２が設けられる。
【００３８】
より具体的には、リンクアーム７１は、全体として平面視ほぼコ字状に形成される。リンクアーム７１は、左右ステアリング連結アーム４３から前方に延びる２つの延出部７１１と、それらの延出部７１１の間に微調整バネ７２を介して掛け渡され連結器本体６に回動自在に結合された接続部７１２とを有する。
【００３９】
延出部７１１は、連結器本体６の左右両側に連結器本体６から離間させて配置される。その延出部７１１は、基端が左右ステアリング連結アーム４３に固定され先端が車幅方向内側に屈曲する。接続部７１２は、左右に延び、その左右のほぼ中央部分が、連結器回動中心Ｃよりも前方の連結器本体６（連結点Ｐ）に結合される。これら接続部７１２と連結器本体６とは、例えばピン結合され、連結器本体６の下面に下方に延びるピンが形成されると共に、そのピンが差し込まれるピン穴が接続部７１２に形成される（図示せず）。
【００４０】
これら接続部７１２と左右の延出部７１１との間に、２つの微調整バネ７２が各々設けられる。微調整バネ７２は、接続部７１２の左右両端に形成されたフランジと左右の延出部７１１の先端に形成されたフランジとに接続され、左右に伸縮可能なように配置される。
【００４１】
次に、本実施形態の連結器１の作用を説明する。
【００４２】
まず、図３および図４に基づき、走行輪３の操舵に連動した連結器１の首振り動作について説明する。図３および図４は、連結器１と台車ステアリング機構４とを模式的に示したものであり、図３、４における右方を車両５Ａの進行方向前方とする。
【００４３】
図３に示すように、車両５Ａが直線状の軌道（ストレート軌道）２を走行する場合、走行輪３は車両５の車長方向を向いており、左右ステアリング連結アーム４３が軌道中心線Ｌとほぼ直交する。連結器本体６は、先端（連結面Ｓの左右中央）と、リンクアーム７１との連結点Ｐと、連結器回動中心Ｃとが軌道中心線Ｌ上で並ぶ中立位置に位置する。
【００４４】
一方、図４に示すように、車両５Ａが曲線状の軌道（カーブ軌道）２を走行する場合、連結器本体６は、首振り機構７によりカーブ軌道２の内側を指向する。
【００４５】
例えば、車両５Ａが左曲がりのカーブ軌道２に進入すると、まず、右側のガイドホイール４２が右側のガイドレール２２に接触する。そのガイドレール２２からの反力が右側のガイドアーム４１に入力され、そのガイドアーム４１が左回りに回動する。その回動するガイドアーム４１により、左右ステアリング連結アーム４３が左側に押され、左右ステアリング連結アーム４３が左側にシフト（図例では、ほぼ平行移動）する。
【００４６】
このとき、左右ステアリング連結アーム４３に固定されたリンクアーム７１も左側にシフトする。そのシフトするリンクアーム７１により、連結器本体６が連結点Ｐにて左側に押され、その連結器本体６の先端が左側（カーブ軌道２の内側）に向けられる。すなわち、連結器本体６は、リンクアーム７１との連結点Ｐが連結器回動中心Ｃよりも左方に移動することで、連結器回動中心Ｃを中心に左回りに回動する。
【００４７】
これにより、連結器本体６のオス部６１およびメス部６２の向きが軌道中心線方向（連結面Ｓにおける軌道中心線Ｌの接線方向）とほぼ平行になり、かつそれらオス部６１およびメス部６２が軌道中心線Ｌの近傍に位置する。また、連結器本体６の連結面Ｓが接線方向とほぼ直交し、かつ連結面Ｓの左右中央が軌道中心線Ｌ上に位置する。
【００４８】
その結果、この連結器１を有する車両５Ａ、５Ｂ同士を連結する際には、それら車両５Ａ、５Ｂがカーブ軌道２上に位置する場合であっても、連結器本体６は、オス部６１が相手方のメス部６２に各々対向すると共に互いの連結面Ｓが平行となるので、連結器本体６の位置および向きを大きく変更することなく連結器本体６を結合することができる。
【００４９】
次に、図１に基づき本実施形態の連結器１によって、カーブ軌道２上にて無人で車両５Ａ、５Ｂの連結を行う一例を説明する。以下の説明では、図１の右側の車両５Ｂを車両故障などによりカーブ軌道２上に停車した停車車両５Ｂとし、左側の車両５Ａを、停車車両５Ｂを牽引、回収するための回収車両５Ａとする。
【００５０】
図１に示すように、停車車両５Ｂでは、ガイドホイール４２がガイドレール２２に当接してガイドアーム４１が回動した状態となっており、その回動したガイドアーム４１によって、連結器１は、そのオス部６１とメス部６２とが軌道中心線方向を指向すると共に軌道中心線Ｌの近傍に位置した状態で保持される。
【００５１】
この停車車両５Ｂに向かって、無人自動走行する回収車両５Ａが接近し、回収車両５Ａがカーブ軌道２に差し掛かると、上述したように、回収車両５Ａの走行輪３の舵がカーブ軌道２（ガイドレール２２）の曲率に応じた舵角で切られ、その走行輪３に連動して連結器１が走行輪３の舵角に応じた回動角で回動する。
【００５２】
回収車両５Ａが停車車両５Ｂの近傍まで接近すると、回収車両５Ａの連結器本体６は、停車車両５Ｂの連結器本体６とほぼ一直線上に並ぶ状態となり（図１参照）、さらに回収車両５Ａが停車車両５Ｂに近づくことで、連結器本体６のオス部６１およびメス部６２が嵌合して連結器本体６が結合される。
【００５３】
このように、本実施形態では、カーブ軌道２に合わせて連結器本体６も首を振って軌道中心線Ｌ上を向くので、人がいなくても両連結器１のオス部６１とメス部６２とが合う。その結果、カーブ軌道２上でも人の手を借りずに無人で車両５を連結することができる。
【００５４】
ここで、連結器本体６同士が結合される際に、両連結器本体６のオス部６１とメス部６２との位置や向きがずれていた場合には、微調整バネ７２が伸縮することで左右の位置合わせの微調整がなされる。
【００５５】
なお、連結器本体６、ガイドアーム４１、左右ステアリング連結アーム４３およびリンクアーム７１の長さ（レバー比）や、連結器本体回動中心Ｃおよびガイドアーム４１の回動中心や、これらの部材６、４１、４３、７１の連結点（節点）の位置は、カーブ軌道２上にて車両５Ａ、５Ｂが対向したときにそれらの連結器本体６の向きおよび位置が一致するように、或いは向きおよび位置のずれが微調整バネ７２による可動範囲内に収まるように適宜設定される。
【００５６】
このように、本実施形態では、左右に回動自在な連結器本体６に微調整バネ７２を介してリンクアーム７１を付けて台車ステアリング機構４の左右ステアリング連結アーム４３とリンクさせることで、カーブ軌道２においても台車ステアリング機構４に連動して連結器１は車両５Ａ、５Ｂの曲がる方向（ステアリング方向）を向くため、連結器１同士の位置がそろい、無人の車両連結が可能となる。
【００５７】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【００５８】
例えば、上述の実施形態の台車ステアリング機構４は、ガイドレール２２から受ける反力により走行輪３の操舵を行うものであるが、これに限定されず、アクチュエータの駆動力により走行輪３の操舵を行うアクティブステアリング式台車でもよい。その場合、連結器もアクティブ首振り構造としてもよい。例えば、連結器本体に連結器本体を左右に回動するためのアクチュエータを接続し、そのアクチュエータを走行輪３の操舵に連動して駆動制御することが考えられる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 連結器
２ 軌道
３ 走行輪
４ ステアリング機構
５Ａ、５Ｂ 車両（新交通システム車両）
６ 連結器本体
７ 首振り機構
２２ ガイドレール
４１ ガイドアーム
４２ ガイドホイール
４３ 左右ステアリング連結アーム（タイロッド）
７１ リンクアーム
７２ 微調整バネ（吸収部）
Ｌ 軌道中心線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道を走行するための走行輪と、その走行輪を左右に操舵するためのステアリング機構とを備えた新交通システム車両を車両同士で相互に連結するための連結器において、
上記新交通システム車両の車端部に回動自在に設けられた連結器本体と、
その連結器本体の先端を上記軌道の軌道中心線上に位置させると共に上記軌道中心線に沿った方向に向けるべく、上記連結器本体を上記ステアリング機構の操舵に連動して左右に回動させる首振り機構とを備えたことを特徴とする新交通システム車両の連結器。
【請求項２】
上記ステアリング機構が、左右の上記走行輪を連結するためのタイロッドを備え、
上記首振り機構が、上記タイロッドから上記連結器本体まで延びると共に上記連結器本体に回動自在に取り付けられたリンクアームを備えた請求項１記載の新交通システム車両の連結器。
【請求項３】
上記リンクアームに、上記連結器本体の位置および向きのずれを吸収するための吸収部が設けられた請求項２記載の新交通システム車両の連結器。
【請求項４】
上記軌道の左右両側に沿ってガイドレールが各々設けられ、
上記ステアリング機構が、上記左右の走行輪ごとに各々設けられ上記新交通システム車両から左右外側に突出すると共に上記タイロッドにより連結された左右のガイドアームと、それらガイドアームの先端に各々設けられ上記ガイドレールにガイドされるガイドホイールとを備えた請求項２または３記載の新交通システム車両の連結器。
【請求項１】
軌道を走行するための走行輪と、その走行輪を左右に操舵するためのステアリング機構とを備えた新交通システム車両を車両同士で相互に連結するための連結器において、
上記新交通システム車両の車端部に回動自在に設けられた連結器本体と、
その連結器本体の先端を上記軌道の軌道中心線上に位置させると共に上記軌道中心線に沿った方向に向けるべく、上記連結器本体を上記ステアリング機構の操舵に連動して左右に回動させる首振り機構とを備えたことを特徴とする新交通システム車両の連結器。
【請求項２】
上記ステアリング機構が、左右の上記走行輪を連結するためのタイロッドを備え、
上記首振り機構が、上記タイロッドから上記連結器本体まで延びると共に上記連結器本体に回動自在に取り付けられたリンクアームを備えた請求項１記載の新交通システム車両の連結器。
【請求項３】
上記リンクアームに、上記連結器本体の位置および向きのずれを吸収するための吸収部が設けられた請求項２記載の新交通システム車両の連結器。
【請求項４】
上記軌道の左右両側に沿ってガイドレールが各々設けられ、
上記ステアリング機構が、上記左右の走行輪ごとに各々設けられ上記新交通システム車両から左右外側に突出すると共に上記タイロッドにより連結された左右のガイドアームと、それらガイドアームの先端に各々設けられ上記ガイドレールにガイドされるガイドホイールとを備えた請求項２または３記載の新交通システム車両の連結器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１１６５３（Ｐ２０１１−１１６５３Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５８０３０（Ｐ２００９−１５８０３０）
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
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