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技術 ガイドローラ

出願人 株式会社IHI
発明者 星井勤大久保智田中元章
出願日 2011年3月16日 (9年9ヶ月経過) 出願番号 2011-057329
公開日 2012年10月11日 (8年2ヶ月経過) 公開番号 2012-192801
状態 未査定
技術分野 車両ホイール 高架鉄道・ロープ鉄道 他の鉄道方式
主要キーワード 衝撃成分 乗り心地レベル 案内軌条 ショア硬さ 案内輪 水平振動 新交通システム ゴムブッシュ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年10月11日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

低コストメンテナンス性に富み、案内輪案内軌条との接触によって生じる衝撃を吸収する。

解決手段

ガイドローラ200は、軌道150を走行する台車114側面に設けられ、台車114から延伸したアーム210と、アーム210の先端部に、円柱形状で回動可能に設けられ、円柱形状の円周部分が軌道の案内軌条152と接触する案内輪212とを備え、案内輪212は、外側が、樹脂で形成された第1弾性部材220で、内側が、樹脂で形成された第2弾性部材224で構成されており、第2弾性部材224は、第1弾性部材220よりもショア硬さが低い。

概要

背景

新交通システム等の案内軌条式の交通システムにおいて、車両には、軌道走行するための車輪と、軌道の中央や側壁に設けられた案内軌条と接触することで案内軌条の案内を受けることができる案内輪が設けられている。一般的に案内軌条式の交通システムに利用される車両において、車輪はゴムのタイヤで、案内輪は硬質樹脂ローラで構成されることが多い。

かかる状況下では、車両が軌道を走行する際に、案内輪が案内軌条に接触すると、その接触の際に生じる衝撃が案内輪から車体に伝達してしまい、車体の乗り心地を損ねる事態が生じていた。

そこで、台車と案内輪との間に、案内軌条と垂直な方向に伸縮するバネ機構(例えば、特許文献1)やゴムブッシュ(例えば、特許文献2)を設けることで、案内軌条と案内輪とが接触したときに生じる衝撃を吸収する技術が開示されている。

概要

低コストメンテナンス性に富み、案内輪と案内軌条との接触によって生じる衝撃を吸収する。ガイドローラ200は、軌道150を走行する台車114側面に設けられ、台車114から延伸したアーム210と、アーム210の先端部に、円柱形状で回動可能に設けられ、円柱形状の円周部分が軌道の案内軌条152と接触する案内輪212とを備え、案内輪212は、外側が、樹脂で形成された第1弾性部材220で、内側が、樹脂で形成された第2弾性部材224で構成されており、第2弾性部材224は、第1弾性部材220よりもショア硬さが低い。

目的

本発明は、このような課題に鑑み、低コストでメンテナンス性に富み、案内輪と案内軌条との接触によって生じる衝撃を吸収することが可能なガイドローラを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

軌道走行する台車の側面に設けられるガイドローラであって、前記台車から延伸したアームと、前記アームの先端部に、円柱形状であり、回動可能に設けられ、該円柱形状の円周部分が前記軌道の案内軌条と接触する案内輪と、を備え、前記案内輪は、半径方向の外側が、樹脂で形成された第1弾性部材で、半径方向の内側が、樹脂で形成された第2弾性部材で構成されており、該第2弾性部材は、該第1弾性部材よりもショア硬さが低いことを特徴とするガイドローラ。

請求項2

前記第1弾性部材のショア硬さは、Hs70〜Hs95であり、前記第2弾性部材のショア硬さは、Hs50〜Hs70であることを特徴とする請求項1に記載のガイドローラ。

請求項3

前記案内輪は、前記第1弾性部材と前記第2弾性部材との境界芯材をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のガイドローラ。

技術分野

0001

本発明は、予め定められた軌道上を走行する台車に設けられるガイドローラに関する。

背景技術

0002

新交通システム等の案内軌条式の交通システムにおいて、車両には、軌道を走行するための車輪と、軌道の中央や側壁に設けられた案内軌条と接触することで案内軌条の案内を受けることができる案内輪が設けられている。一般的に案内軌条式の交通システムに利用される車両において、車輪はゴムのタイヤで、案内輪は硬質樹脂ローラで構成されることが多い。

0003

かかる状況下では、車両が軌道を走行する際に、案内輪が案内軌条に接触すると、その接触の際に生じる衝撃が案内輪から車体に伝達してしまい、車体の乗り心地を損ねる事態が生じていた。

0004

そこで、台車と案内輪との間に、案内軌条と垂直な方向に伸縮するバネ機構(例えば、特許文献1)やゴムブッシュ(例えば、特許文献2)を設けることで、案内軌条と案内輪とが接触したときに生じる衝撃を吸収する技術が開示されている。

先行技術

0005

特開昭61−163054号公報
特開2002−274366号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかし、上述した特許文献1のバネ機構は、構造が複雑であるためコスト高となってしまう。また、特許文献1、2に記載された、バネ機構やゴムブッシュは、案内輪と台車とを連接するアームの内部に設けられるため、交換が容易ではなくメンテナンス性に乏しい。さらに、特許文献1、2では、アームの延伸方向から受ける衝撃を吸収することができるものの、アームの延伸方向とは異なる方向から受ける衝撃を十分に吸収することができず乗り心地の向上を図ることができない。

0007

本発明は、このような課題に鑑み、低コストでメンテナンス性に富み、案内輪と案内軌条との接触によって生じる衝撃を吸収することが可能なガイドローラを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

上記課題を解決するために、本発明のガイドローラは、軌道を走行する台車の側面に設けられるガイドローラであって、台車から延伸したアームと、アームの先端部に、円柱形状であり、回動可能に設けられ、円柱形状の円周部分が軌道の案内軌条と接触する案内輪とを備え、案内輪は、半径方向の外側が、樹脂で形成された第1弾性部材で、半径方向の内側が、樹脂で形成された第2弾性部材で構成されており、第2弾性部材は、第1弾性部材よりもショア硬さが低いことを特徴とする。

0009

第1弾性部材のショア硬さは、Hs70〜Hs95であり、第2弾性部材のショア硬さは、Hs50〜Hs70であってもよい。

0010

案内輪は、第1弾性部材と第2弾性部材との境界芯材をさらに備えてもよい。

発明の効果

0011

本発明によれば、低コストでメンテナンス性に富み、案内輪と案内軌条との接触によって生じる衝撃を吸収することが可能となる。

図面の簡単な説明

0012

車両の外観を説明するための外観斜視図である。
ガイドローラを説明するための説明図である。
案内輪を説明するための説明図である。
案内輪が案内軌条に衝突した場合の案内輪の態様を説明するための説明図である。
案内輪が案内軌条に衝突した場合の案内輪の態様を説明するための説明図である。
案内輪の製造工程の例を説明するための説明図である。

実施例

0013

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

0014

(車両100)
図1は、車両100の外観を説明するための外観斜視図である。車両100は、例えば新交通システム等の案内軌条式の交通システムに利用され、長さが9〜13m程度、幅が2〜3m程度、高さが3〜4m程度である。図1に示すように、車両100は、乗客や乗員を輸送するための車体110と、軌道150を走行するための車輪112と、車体110と車輪112とを連接する台車114と、台車114の側面に設けられ案内軌条152と接触するガイドローラ200とを含んで構成される。

0015

(ガイドローラ200)
図2は、ガイドローラ200を説明するための上面視における説明図であり、図3は、案内輪212を説明するための上面視における説明図である。また、図2では、1つの車輪112に対して2つのガイドローラ200を備える構成を例に挙げて説明する。

0016

図2に示すように、ガイドローラ200は、台車114から延伸したアーム210と、アーム210の先端部に設けられ、案内軌条152と接触する案内輪212とを含んで構成される。

0017

案内輪212は、円柱形状であり、鉛直方向を回転軸として回動可能にアーム210の先端部に設けられている。図2に示すように、案内輪212の円周部分が案内軌条152と接触することで、案内輪212は、案内軌条152の案内を受けることができる。

0018

図3に示すように、案内輪212は、4重の構造であり、半径方向の外側から、第1弾性部材220、芯材222、第2弾性部材224、軸受226の順で構成される。

0019

第1弾性部材220は、ショア硬さがHs70〜Hs95、好ましくはHs90〜Hs95の樹脂(例えば、ウレタンゴム)で構成される。第2弾性部材224は、ショア硬さがHs50〜Hs70、好ましくはHs50〜Hs55の樹脂(例えば、ウレタンゴム)で構成される。したがって、第2弾性部材224は、第1弾性部材220よりも軟らかい。

0020

図4および図5は、案内輪212が案内軌条152に衝突した場合の案内輪212の態様を説明するための説明図である。図4(a)に示すように、走行中、アーム210が案内輪212を介して案内軌条152と垂直に接触した場合、図4(b)に示すように、案内輪212が受ける衝撃は、案内輪212の案内軌条152との接触点Pを基準として、案内輪212の回転方向衝撃成分と案内輪212の中心点Qに向かう衝撃成分とに分けられる。案内輪212の回転方向の衝撃成分は、案内輪212が回動することによって逃がされる。

0021

一方、図4(c)に示すように、接触点Pを基準として案内輪212の中心点Qに向かう衝撃成分310(図4(c)中白抜き矢印で示す)は、案内輪212に伝達される。ここで、接触点Pを基準として案内輪212の中心点Qに向かう方向と、アーム210の延伸方向が一致する場合、すなわち、図4(a)に示すように、案内輪212の案内軌条152との接触点Pと、案内輪212の中心点Qとを結ぶ結線300(図4、5(a)中、一点鎖線で示す)が、アーム210の延伸方向(図4、5(a)中、破線の矢印で示す)と一致する場合、図4(c)に示すように、伝達された衝撃成分310によって、アーム210には圧縮応力312(図4(c)中、黒矢印で示す)が生じる。しかし、本実施形態の第2弾性部材224は、ショア硬さがHs50〜Hs70といった軟質の樹脂で構成されるため、図4(d)に示すように、自体が変形することで案内輪212の中心点Qに向かう衝撃成分310を吸収することが可能になる。したがって、アーム210に伝達される衝撃成分310を低減でき、アーム210に生じる圧縮応力312を小さくすることが可能となる。つまり、アーム210の延伸方向から受ける衝撃を和らげることができる。

0022

また、図5(a)に示すように、走行中、アーム210が案内輪212を介して案内軌条152と斜めに接触した場合、図5(b)に示すように、案内輪212が受ける衝撃は、案内輪212の案内軌条152との接触点Pを基準として、案内輪212の回転方向の衝撃成分と案内輪212の中心点Qに向かう衝撃成分とに分けられる。案内輪212の回転方向の衝撃成分は、図4に示したアーム210が案内輪212を介して案内軌条152と垂直に接触した場合と同様に、案内輪212が回動することによって逃がされる。

0023

一方、図5(c)に示すように、接触点Pを基準として案内輪212の中心点Qに向かう衝撃成分320(図5(c)中白抜き矢印で示す)は、案内輪212に伝達される。ここで、接触点Pを基準として案内輪212の中心点Qに向かう方向と、アーム210の延伸方向とが異なる場合、すなわち図5(a)に示すように、案内輪212の案内軌条152との接触点Pと、案内輪212の中心点Qとを結ぶ結線300が、アーム210の延伸方向と所定の角度を成す場合、図5(c)に示すように、伝達された衝撃成分320によって、アーム210には、圧縮応力322と、曲げ応力324(図5(c)中、黒矢印で示す)とが生じる。しかし、本実施形態の第2弾性部材224は、ショア硬さがHs50〜Hs70といった軟質の樹脂で構成されるため、図5(d)に示すように、自体が変形することで案内輪212の中心点Qに向かう衝撃成分320を吸収することが可能となる。したがって、アーム210に伝達される衝撃成分320を低減でき、アーム210に生じる圧縮応力322と曲げ応力324を小さくすることが可能となる。つまり、アーム210の延伸方向と異なる方向から受ける衝撃を和らげることができる。

0024

このように、本実施形態にかかる案内輪212によれば、第2弾性部材224が軟質の樹脂で構成されることにより、アーム210の延伸方向から受ける衝撃のみならず、アーム210の延伸方向と異なる方向から受ける衝撃をも吸収することができる。したがって、あらゆる角度から案内輪212と案内軌条152とが接触することによって生じる衝撃を吸収することができ、車体110に乗車している乗客や乗員の乗り心地を向上することが可能となる。

0025

また、第2弾性部材224の外側を第2弾性部材224よりも硬質である第1弾性部材220で構成することにより、案内輪212と案内軌条152との接触によって案内輪212が破損してしまう事態を回避することが可能となる。

0026

図3に戻って説明すると、芯材222は、材質が金属や樹脂であり、形態がメッシュ線材で構成され、第1弾性部材220と第2弾性部材224との間に設けられる。

0027

図6は、案内輪212の製造工程の例を説明するための説明図である。図6(a)に示すように、まず案内輪212の円周方向(回動方向)と略垂直になるようなメッシュや線材で構成される芯材222を用意する。そして、図6(b)に示すように、芯材222の内側に第2弾性部材224を流し込加硫する。その後、図6(c)に示すように、芯材222の外側に第1弾性部材220を流し込み加硫する。

0028

このように、第1弾性部材220と第2弾性部材224との間に芯材222を設ける構成により、第1弾性部材220と第2弾性部材224との剥離を防止することが可能となる。

0029

(実施例)
第1弾性部材220をショア硬さHs90のウレタンゴムで、第2弾性部材224をショア硬さHs55のウレタンゴムで形成した案内輪212を含んで構成されるガイドローラ200を備えた車両100と、比較例としてショア硬さHs90のウレタンゴムで形成した案内輪を含んで構成されるガイドローラを備えた車両の水平振動と、旧国鉄乗り心地レベル(水平方向)とを測定した。

0030

その結果、実施例の案内輪212を搭載した車両100の水平振動は、比較例の案内輪を搭載した車両の水平振動よりも約60%低かった。また、旧国鉄乗り心地レベル(水平方向)は、実施例の案内輪212を搭載した車両100は、比較例の案内輪を搭載した車両と比較して、2dB小さかった。

0031

以上説明した実施例に示すように本実施形態にかかる案内輪212を搭載した車両100は、水平振動を少なくすることができ、旧国鉄乗り心地レベル(水平方向)を小さくすることができるので、車両100の乗り心地を向上することが可能となることが分かる。

0032

上述したように、本実施形態にかかるガイドローラ200は、外側を第1弾性部材220で構成し、内側を第1弾性部材220よりもショア硬さが低い、すなわち軟質の第2弾性部材224で構成した案内輪212を含んで構成されるため、低コストでメンテナンス性に富み、案内輪212と案内軌条152との接触によって生じる衝撃を吸収することが可能となる。

0033

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

0034

本発明は、予め定められた軌道上を走行する台車に設けられるガイドローラに利用することができる。

0035

114 …台車
150 …軌道
152 …案内軌条
200 …ガイドローラ
210 …アーム
212 …案内輪
220 …第1弾性部材
222 …芯材
224 …第2弾性部材

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