JPH0569826A - 鉄道車両用揺れ防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 車体を車輪側に対し前後方向まわりに傾斜さ
せる第１のアクチュエータ９と、左右方向に動かす第２
のアクチュエータ11とを備える。車両が曲線区間を走行
する場合は第１のアクチュエータ９が車体に対する遠心
力の影響を打ち消すよう駆動され、直線区間を走行する
場合は第２のアクチュエータ11が車体に対する左右方向
力の影響を打ち消すよう駆動される。 【効果】 曲線区間と直線区間の双方で揺れのない安定
した走行ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道用車両における揺
れを直線区間および曲線区間の双方において防止するた
めの装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の鉄道車両の高速化に伴い、曲線区
間における揺れをなくして安定した走行を行なうことが
できるように、車体に対する遠心力の影響を打ち消すこ
とのできる揺れ防止装置が開発されている。すなわち、
図３に示す鉄道車両１０１は、軌道を構成する左右レー
ル１０２上を転動する左右車輪１０３と、この車輪１０
３により支持される台車１０４と、この台車１０４によ
り支持される車体１０６とを有する。その車体１０６は
上下に伸縮する左右一対の油圧シリンダ１０５を介して
支持されている。また、車両１０１には油圧シリンダ１
０５の制御装置と記憶装置が搭載され、その記憶装置に
は車両１０１の走行区間が直線区間であるか曲線区間で
あるか、曲線区間であれば曲率の変化等の軌道情報が記
憶される。また、車両には現在位置の検知手段や車体に
作用する遠心力を検知する手段が備えられる。そして、
曲線区間においては軌道の曲率や走行速度から遠心力が
検知され、その遠心力やカントに応じて油圧シリンダ１
０５を伸縮させて車体１０６を前後方向まわり傾斜させ
ることにより、車体１０６に作用する重力と遠心力との
合力が車体の床に対して鉛直に作用するものとし、車体
１０６に対する遠心力の影響を打ち消して安定した走行
を行なうようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鉄道車両１０１にあっ
ては、左右の車輪１０３は車軸１０７により連結されて
いるので回転角速度は等しい。そのため、曲線区間にお
いて車輪１０３と線路との間に滑りが生じないように、
各車輪１０３の径は内方に向かうに従い大きくされてい
る。すなわち、曲線区間においては車両１は遠心力によ
り外側に変位するので、外側に位置する車輪１０３が外
側のレール１０２と接する部分の径は内側に位置する車
輪１０３が内側のレール１０３と接する部分の径より大
きくなる。これにより、外側の車輪１０３のレール１０
２に対する周速が内側の車輪１０３のレール１０２に対
する周速よりも大きくなり、車輪１０３とレール１０２
との間の滑りを低減している。

【０００４】このように曲線区間における走行のために
車輪１０３の径を変化させた場合、直進区間において車
両１０１が蛇行してしまう。すなわち、レール１０２の
左右方向の位置はどうしても僅かな誤差が存在すること
から、左右一方の車輪とレールとの接触部の周速と左右
他方の車輪とレールとの接触部の周速が直進区間におい
て異なったものになる場合があり、このような左右車輪
のレールに対する周速の相違により蛇行運動を生じる。
このような蛇行運動により車体に左右方向力が作用して
揺れを生じてしまう。従来はダンパ装置などによりこの
ような揺れを減衰させることはあったが、このような車
体に対する左右方向力の影響を積極的に打ち消す手段は
従来なかった。

【０００５】本発明は上記従来技術の問題を解決するこ
とのできる鉄道車両用揺れ防止装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、鉄道車両の車体を車輪側に対し前後方向まわりに
傾斜させる第１のアクチュエータと、その車体を車輪側
に対し左右方向に動かす第２のアクチュエータと、各ア
クチュエータの制御装置と、軌道の情報を記憶する記憶
手段と、車両の走行位置を求める手段と、車体に作用す
る遠心力を求める手段と、車体に作用する左右方向力を
求める手段とを備え、車両が曲線区間を走行する場合は
第１のアクチュエータが車体に対する遠心力の影響を打
ち消すように駆動され、車両が直線区間を走行する場合
は第２のアクチュエータが車体に対する左右方向力の影
響を打ち消すように駆動される点にある。

【０００７】

【作用】本発明の構成によれば、車両が曲線区間を走行
する場合は第１のアクチュエータが駆動され、車体が前
後方向まわりに傾斜され、車体に対する遠心力の影響が
打ち消される。車両が直線区間を走行する場合は第２の
アクチュエータが駆動され、車体に対する左右方向力の
影響が打ち消される。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【０００９】図２に示す鉄道用車両１は、軌道を構成す
る左右のレール２上を転動する左右車輪３と、この左右
車輪３を連結する車軸４と、この車軸４を支持する軸受
５と、この軸受５にサスペンション６を介して支持され
る台車７と、この台車７に支持される車体８とを備えて
いる。各車輪３の径は内側に向かうに従い大径とされて
いる。

【００１０】その台車７による車体８の支持は左右の単
動油圧シリンダ（第１のアクチュエータ）９を介して行
なわれる。すなわち、各油圧シリンダ９のシリンダチュ
ーブ９ａは台車７に固定され、ピストンロッド９ｂは前
後方向軸１０まわりに相対回転可能に車体８に連結され
ている。この左右油圧シリンダ９は車両１の前後に一対
づつ備えられている。

【００１１】台車７と車体８の間には第２のアクチュエ
ータとして複動油圧シリンダ１１が介在されている。す
なわち、その油圧シリンダ１１のシリンダチューブ１１
ａは前後方向軸１３まわりに相対回転可能に台車７に連
結され、そのピストンロッド１１ｂは前後方向軸１５ま
わりに相対回転可能に車体８に連結されている。

【００１２】図１に示すように、第１のアクチュエータ
である左右の単動油圧シリンダ９は第１ソレノイドバル
ブ２０に接続されている。この第１ソレノイドバルブ２
０は一方の油圧シリンダ９に通じる第１ポート２０ａ
と、他方の油圧シリンダ９に通じる第２ポート２０ｂ
と、油圧ポンプ２２に通じるポンプポート２０ｃと、タ
ンクＴに通じるタンクポート２０ｄとを有する。また、
一方の油圧シリンダ９の油室に圧油を供給すると共に他
方の油圧シリンダ９の油室をタンクＴに連通する位置
と、両油圧シリンダ９の油室を閉鎖する位置と、他方の
油圧シリンダ９の油室に圧油を供給すると共に一方の油
圧シリンダ９の油室をタンクＴに連通する位置の３位置
に切り換えられる。

【００１３】第２のアクチュエータである複動油圧シリ
ンダ１１は、第２ソレノイドバルブ２５に接続されてい
る。この第２ソレノイドバルブ２５は油圧シリンダ１１
の一方の油室に通じる第１ポート２５ａと、他方の油室
に通じる第２ポート２５ｂと、油圧ポンプ２２に通じる
ポンプポート２５ｃと、タンクＴに通じるタンクポート
２５ｄとを有する。また、油圧シリンダ１１の一方の油
室に圧油を供給すると共に他方の油室をタンクＴに連通
する位置と、両油室を閉鎖する位置と、他方の油室に圧
油を供給すると共に一方の油室をタンクＴに連通する位
置の３位置に切り換えられる。

【００１４】各油圧シリンダ９、１１のポンプポート２
０ｃ、２５ｃは、切換えバルブ３０を介してポンプ２２
に接続されている。この切換えバルブ３０はソレノイド
バルブであって、ポンプ２２に通じるポンプポート３０
ａと、第１ソレノイドバルブ２０に通じる第１ポート３
０ｂと、第２ソレノイドバルブ２５に通じる第２ポート
３０ｃとを備える。また、第１ソレノイドバルブ２０に
ポンプ２２から圧油を供給すると共に第２ソレノイドバ
ルブ２５への圧油の供給を断つ位置と、第２ソレノイド
バルブ２５にポンプ２２から圧油を供給する共に第１ソ
レノイドバルブ２０への圧油の供給を断つ位置とに切り
換えられる。

【００１５】各ソレノイドバルブ２０、２５、３０の駆
動用ソレノイドはアンプ３５、３６を介し制御装置４０
に接続されている。この制御装置４０はマイクロコンピ
ュータにより構成され、入出力インターフェイス４１と
中央処理装置４２と記憶装置４３とクロック信号発生装
置４４とを備えている。その記憶装置４３には車両１の
走行起点からの距離に応じて軌道が直線区間であるか曲
線区間であるか、曲線区間にあっては軌道の曲率および
カントが記憶されている。その入出力装置４１には駆動
用ソレノイドだけでなく、車両の速度検知装置４５や車
両の左右方向の加速度センサ４６が接続されている。

【００１６】上記制御装置４０は、速度検知装置４５か
らの信号とクロック信号発生装置４４からの信号とによ
り車両１の現在の走行位置を演算し、その走行位置に対
応する記憶装置４３に記憶された走行区間に応じて切換
えバルブ３０を切り換える。すなわち、車両１が曲線区
間を走行する場合は第１ソレノイドバルブ２０に圧油が
供給され、直線区間を走行する場合は第２ソレノイドバ
ルブ２５に圧油が供給される。

【００１７】そして制御装置４０は、車両１が曲線区間
を走行する場合は車速検知装置４５により検知される車
両１の速度と軌道の曲率とから遠心力を演算し、この遠
心力と軌道のカントと車体重量に応じて油圧シリンダ９
を伸縮させ、車体８を車輪３側に対し前後方向まわりに
傾斜させることで、遠心力と車体８に作用する重力との
合力が車体８のフロアに対して垂直に作用するものとす
る。これにより車体８に対する遠心力の影響が打ち消さ
れる。

【００１８】また、制御装置４０は車両１が直線区間を
走行する場合、車体８に作用する左右方向力に対応する
加速度センサ４６からの信号に応じて油圧シリンダ１１
を伸縮させ、車体８に対する左右方向力の影響を打ち消
すことができるように車体８を車輪３側に対して左右方
向に動かす。

【００１９】上記構成によれば、車両１が曲線区間を走
行する場合は車体８に対する遠心力の影響を打ち消すこ
とができ、車両１が直線区間を走行する場合は車体８に
対する左右方向力の影響を打ち消すことができるので、
揺れのない安定した走行を実現することができる。ま
た、上記実施例では１つの油圧源で各油圧シリンダ９、
１１を駆動するので動力の無駄をなくすことができる。

【００２０】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、第１および第２のアクチュエータ
として空圧シリンダや電動アクチュエータを用いてもよ
い。

【００２１】

【発明の効果】本発明による鉄道車両用揺れ防止装置に
よれば、曲線区間における車体に対する遠心力の影響を
打ち消して揺れのない安定した走行を行なうことができ
るだけでなく、直線区間において車体に対する左右方向
力の影響を打ち消して揺れのない安定した走行を行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る鉄道車両用揺れ防止装置
の構成説明図

【図２】本発明の実施例に係る鉄道車両の構成説明図

【図３】従来例に係る鉄道車両の構成説明図

【符号の説明】

９ 油圧シリンダ（第１のアクチュエータ） １１ 油圧シリンダ（第２のアクチュエータ） ４０ 制御装置 ４３ 記憶装置 ４６ 加速度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道車両の車体を車輪側に対し前後方向
   まわりに傾斜させる第１のアクチュエータと、その車体
   を車輪側に対し左右方向に動かす第２のアクチュエータ
   と、各アクチュエータの制御装置と、軌道の情報を記憶
   する記憶手段と、車両の走行位置を求める手段と、車体
   に作用する遠心力を求める手段と、車体に作用する左右
   方向力を求める手段とを備え、車両が曲線区間を走行す
   る場合は第１のアクチュエータが車体に対する遠心力の
   影響を打ち消すように駆動され、車両が直線区間を走行
   する場合は第２のアクチュエータが車体に対する左右方
   向力の影響を打ち消すように駆動されることを特徴とす
   る鉄道車両用揺れ防止装置。