JP2000233746A - 鉄道車両の振動抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンパクトで高性能な耐久性のある鉄道車両の
振動抑制装置を提供する。 【解決手段】車体と台車にて両端を支持されたシリンダ
のロッド側室６ａとヘッド側室４を、それぞれチェック
弁８、２２を介して油タンク７に接続するとともにオン
ロードとアンロードとフェール時の固定ダンパに切り換
える方向切換および流量制御の機能を備えた１個の高速
比例電磁流量方向制御弁１５のＡポートとＢポートにそ
れぞれ接続し、該高速比例電磁流量方向制御弁１５の流
出側は油タンク７と連通するＰポートとＴポートを備
え、Ｐポートからの流路には少なくともオリフィス１３
または低圧リリーフ弁１２の一方を設け、検知した車体
と台車の上下または左右方向の加速度などに基づいて該
高速比例電磁流量方向制御弁１５を作動させることによ
りオイルの流動抵抗を変化させて車体の振動を抑制す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両の走行に
おいて発生する車体の横揺れまたは縦揺れを抑制し、乗
り心地を向上させるための振動抑制装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両では、一般に台車と車体の間に
空気バネが設けられ、台車からの振動を緩和して乗り心
地を良くしているが、空気バネは振動を十分に減衰もし
くは絶縁させることができないので、振動が持続した
り、外乱に対して共振する問題がある。そこで、この空
気ばねの例えば横方向振動を減衰させるために台車と車
体間にダンパを設けている。

【０００３】このダンパは、種々のものが使用されてい
るが、横方向振動の程度によって、制振度合いを変動可
能にしたいわゆるセミアクティブダンパが知られてお
り、例えば、特開平９−３０１１６４号公報に記載され
ている。このセミアクティブダンパの構成を図６で説明
する。

【０００４】ダンパ１０は、シリンダ３と油タンク７お
よびシリンダ３のロッド側室６ａとヘッド側室４ａから
それぞれ油タンク７へ連通する油圧回路から構成され
る。シリンダ３は、ピストンロッド６の末端が台車に、
シリンダヘッド４は車体に固定されている。そしてシリ
ンダ３のヘッド側室４ａは、ピストン５に設けたチェッ
ク弁５ａを介してロッド側室６ａと連通されている。

【０００５】油圧回路は、ヘッド側室４ａはチェック弁
８を介して油タンク７に接続され、ロッド側室６ａは流
路１９からオリフィス５５または高速電磁弁５１〜５４
を介して、流路２０から油タンク７へ還流するように接
続されている。ピストンロッド６が縮んだ時は、ヘッド
側室４ａのオイルがチェック弁５ａを通ってロッド側室
６ａに流れ、さらに流路１９へ送られる。また、ピスト
ンロッド６が伸びた時は、ヘッド側室４ａが負圧になり
油タンク７からチェック弁８を介してオイルが吸入され
るとともに、ロッド側室６ａのオイルが流路１９へ排出
される。

【０００６】ピストンロッド６の伸縮によって流路１９
に送られたオイルは、オリフィス５５または高速電磁弁
５１〜５４を介して流路２０から油タンク７へ還流する
が、オンロード（ダンパに減衰力を発生させる）の場合
は、高速電磁弁５１〜５３のソレノイドのＯＮ，ＯＦＦ
を適宜組み合わせて開閉し(いわゆるダンパ定数を変更
して)、オリフィス５５〜５７を通過させてオリフィス
の絞り効果による減衰力を発生させる。なお、オリフィ
ス５６、５７はオリフィス５５より大きく設定されてい
る。

【０００７】また、高速電磁弁５４を介して流路２０へ
オイルを還流させるアンロード（ダンパに減衰力を発生
させない）経路や、無通電状態（フェイル時ともいう）
においてオリフィス５８を介して流路２０へオイルを還
流させるフェイル用流路を備えている。なお、５９は低
圧リリーフ弁である。

【０００８】ダンパ定数は、車体に設けた左右方向の加
速度を検知する加速度検出手段から、車体につながるシ
リンダヘッド４の左右方向の速度を算出して制御入力信
号とし、一方、ダンパのピストンロッド６の伸縮速度を
速度検出手段で検出し、前記制御入力信号とからダンパ
定数を設定している。

【０００９】速度検出手段は、ピストンロッド６の側面
に、軸方向に等間隔にて埋めこまれた磁性体ビット６０
を磁気センサ６１でカウントし、所定時間内のカウント
値からピストンロッド６の速度を算出するものが使用さ
れている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のセミアクティブダンパを備えた振動抑制装置に
は、車体の多様な振動状態に対応するため高速電磁弁が
複数個使用され、高速電磁弁のＯＮ，ＯＦＦによって流
路を切り換えており、弁はポペット式で耐久性はある
が、制御を行う流路と行わない流路、流量を変化させる
ための分岐流路などを設ける必要があり、これらを切り
換えるために少なくとも２個以上の電磁弁を組み合わせ
ている。

【００１１】このため、油圧回路の構成が複雑で大きな
マニホールドブロックを必要とするなどダンパの重量が
増加するばかりでなく、取付スペースが少ない車両には
適用できないという問題があった。また、複数のバルブ
をほぼ同時に作動させる必要から、駆動アンプ部の容量
を大きくせざるをえず、これが装置全体が大きくなる要
因となっている。さらに、上記の装置では減衰力を無段
階に得ることができないので、きめ細かな制御が行え
ず、とくに減衰係数の設定を変更する必要がある場合
は、オリフィスが固定諸元であるのでダンパを取り外
し、交換または改造しなければならない。

【００１２】また、高速電磁弁は単純な開閉弁であり、
弁の状態に異常を来してもこれを検知できないため、車
体の揺れがある程度大きくなったら異常であるとの判断
をする制御を別途付設する必要があるが、乗客に不快な
振動を体験させた後でなければ制御できない。また、不
適正な車体の振動が所定の範囲以下のときは検知されな
いため、本来の振動抑制効果を発揮せずに運用を続けて
しまうこともあった。

【００１３】そこで、本発明は、上記問題点を解消し、
装置をコンパクトにした鉄道車両の振動抑制装置を提供
することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では次の手段を採った。即ち、車体と台車に
て両端を支持されたシリンダのロッド側室とヘッド側室
を、それぞれチェック弁を介して油タンクに接続すると
ともにオンロードとアンロードとフェール時の固定ダン
パに切り換える方向切換および流量制御の機能を備えた
１個の高速比例電磁流量方向制御弁のＡポートとＢポー
トにそれぞれ接続し、該高速比例電磁流量方向制御弁の
流出側は油タンクと連通するＰポートとＴポートを備
え、Ｐポートからの流路には少なくともオリフィスまた
は低圧リリーフ弁の一方を設け、車体と台車の上下また
は左右方向の加速度などに基づいて該高速比例電磁流量
方向制御弁を作動させることによりオイルの流動抵抗を
変化させて車体の振動を抑制することを特徴としてい
る。

【００１５】この発明で使用されるダンパは、能動的に
力を発生させて振動を押さえるアクティブダンパではな
く、振動状態に対して適応的にこれを減衰させることに
より効率良くエネルギを散逸させる、いわゆるセミアク
ティブダンパであり、車体の横揺れのほか縦揺れの振動
を抑制するためのものである。

【００１６】このダンパのヘッド側室の断面積は、ピス
トンロッド径の断面積の２倍とし、固定諸元ダンパとし
て機能させたい場合に、ピストンロッドが伸びた時と縮
んだ時でロッド側室から排出されるオイルの量が同一に
なるようにしている。そして、シリンダのヘッド側室と
ロッド側室が高速比例電磁流量方向制御弁を介して油タ
ンクと接続され、検知した車体と台車の加速度などに基
づいて高速比例電磁流量方向制御弁を制御し、アンロー
ド、オンロードの切り換えを行うとともに、オンロード
時には流量制御を行って、その時の振動状態に適応する
流量として、その流路抵抗によって振動を減衰させるも
のである。なお、車体および台車から得る情報は、速度
でもよい。

【００１７】また、高速比例電磁流量方向制御弁は、信
号線の断線などで無通電状態になったときに、一定の振
動抑制を行う固定ダンパへ切り換える機能を備えてお
り、他にダンパ制御用の電磁弁は必要としない。高速比
例電磁流量方向制御弁から油タンクへ連通する流路は、
高速比例電磁流量方向制御弁のＰポートからのものとＴ
ポートからのものの２つがあり、Ｐポートからの流路に
は流路抵抗を持たせるためのオリフィスか低圧リリーフ
弁が設けられている。なお、オリフィスと低圧リリーフ
弁は並列にして両者を設けてもよい。

【００１８】このオリフィスまたは低圧リリーフ弁は、
フェール時に固定ダンパとして機能するように、絞りま
たはリリーフ圧（流路抵抗）が設定されているが、万
一、オイル内に異物が混入して高速比例電磁流量方向制
御弁のスプールが作動せず、Ｐポートが全開のままで固
渋した場合に、ダンパの伸縮のいずれか一方側で少なく
とも固定ダンパと同じ減衰力が得られるように設定すれ
ば、より安全性の高いものとなる。

【００１９】Ｐポートから吐出されるオイルは、流量制
御されたものであるので、このオリフィスによってさら
に流量制限されることになる。高速比例電磁流量方向制
御弁は、直流比例ソレノイドによりスプールを直接駆動
し、入力電圧の大きさにより流量を制御し、入力電圧の
極性により流れの方向が制御される。また、スプールの
位置を作動トランスでフィードバック制御する機能を付
加するのがよい。

【００２０】一般の油圧回路では、流量を無段階に切り
換えるものとして、上記フィードバックの無い比例流量
弁も使用されているが、これはスプールの位置決め精度
が低く、目標とする絞りに安定して保持させることは困
難である。このため、鉄道車両の振動抑制の可変ダンパ
には使用されず、複数の固定絞りをＯＮ−ＯＦＦ弁によ
って切り換えたり組み合わせることによっていた。

【００２１】高速比例電磁流量方向制御弁の切り換える
ポジションは、上記のオンロードとアンロードとフェー
ル時の固定ダンパに切り換える方向切換機能を備えれ
ば、どのように回路を設定してもよいが、請求項２に記
載のように、ＡポートおよびＢポートがＰポートへ連通
するポジションと、ＡポートがＴポートへＢポートが
Ｐポートへ連通するポジションと、ＡポートとＢポー
トが閉鎖されているポジションと、ＡポートがＰポー
トへＢポートがＴポートへ連通するポジションの４つ
とし、そして、ポジションとポジションは、車体と
台車の左右方向の加速度を検知し、検知信号を処理した
制御信号（電圧）に基づいて通過流量を無段階に変更で
きるようにするのがよい。

【００２２】さらに、請求項３に記載のように、Ａポー
トまたはＢポートからＰポートへ連通するとき、即ち、
オンロード時は、スプールの移動に連れて通過流量が大
きくなり、ＡポートまたはＢポートからＴポートへ連通
するとき、即ち、アンロード時は、スプールの移動に関
係なく大量に流通するように開口面積を設定すれば、ス
プールの摺動距離を大きくすることなく、より高性能な
制御ができる。

【００２３】ダンパ定数を決めるための振動状態の検知
および検知信号の演算処理は、車体と台車の左右方向の
加速度を検知して行うのが簡便であるが、従来技術で説
明したダンパに付設したストロークセンサで行ってもよ
い。また、請求項４に記載のように、スプールの位置を
作動トランスでフィードバック制御する機能を付加し、
高速比例電磁流量方向制御弁のスプールが制御電圧に対
応する所定の位置にない場合に警報を出すスプールモニ
タを設ければ、オイルに異物が混入してスプールが正常
に作動しない場合などに即座に対応でき、ダンパ不良に
よる不快な振動を乗客に体験させずに済む。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下本発明の振動抑制装置を図１
に示す実施形態例に基づいて説明する。ダンパ３０のシ
リンダ３の構成は、ピストンロッド６の末端が台車に、
シリンダヘッド４は車体に固定されており、シリンダ３
のヘッド側室４ａおよびロッド側室６ａは、それぞれチ
ェック弁８、チェック弁２２を介して油タンク７に接続
されている。なお、ロッド６の断面積はヘッド側室４ａ
の断面積の１／２となっている。

【００２５】また、ヘッド側室４ａは流路１７によって
チェック弁９を介して高速比例電磁流量方向制御弁１５
のＢポートに接続され、ロッド側室６ａは流路１９によ
って高速比例電磁流量方向制御弁１５のＡポートに接続
されている。そして、高速比例電磁流量方向制御弁１５
の流出側にはＰポートとＴポートが設けられており、Ｔ
ポートは流路２０によって油タンク７に接続され、Ｐポ
ートは流路１８によってオリフィス１３を介して流路２
０に接続されている。また、この流路１８には低圧リリ
ーフ弁１２がオリフィス１３と並列に設けられている。

【００２６】さらに、流路１９と流路２０とは高圧リリ
ーフ弁１１を介して流路２１によって接続され、同様に
流路１７とタンク７とは高圧リリーフ弁２４を介して流
路２３によって接続されている。なお、１４および１６
はオイルフィルタである。高速比例電磁流量方向制御弁
１５は直流比例ソレノイドによりスプールを直接駆動
し、スプールの位置を作動トランスでフィードバック制
御しており、入力電圧の大きさにより流量を制御し、入
力電圧の極性により流れの方向が制御される。

【００２７】この高速比例電磁流量方向制御弁１５は、
スプールの位置によって、ＡポートおよびＢポートがＰ
ポートへ連通するポジションと、ＡポートがＴポート
へＢポートがＰポートへ連通するポジションと、Ａポ
ートとＢポートが閉鎖されているポジションと、Ａポ
ートがＰポートへＢポートがＴポートへ連通するポジシ
ョンの４個のポジションを備えている。

【００２８】そして、ポジションとポジションで
は、車体と台車の左右方向の加速度を検知し、検知信号
を処理した制御信号（電圧）によって通過流量が無段階
に変更される。図２（ａ）は、ポジションにおけるス
プールの位置を示すもので、ＡポートとＴポートが連通
するとともにＢポートとＰポートが連通している状態を
示している。図２（ｂ）は各ポートの開口部断面を示す
もので、Ｂポートは開き始めは開口部断面が小さく（１
５ｂ）、少量しか通さないように構成されている。一
方、Ａポートは開き始めから開口部断面が大きく大量に
流通させるように構成されている。

【００２９】このように、ＡポートまたはＢポートがＰ
ポートと連通する場合は、その開き始めは開口断面積が
小さく（１５ａ、１５ｂ）、ＡポートまたはＢポートが
Ｔポートと連通する場合は、開き始めから開口部断面が
大きく大量に流通させるように構成されている。

【００３０】図３は、このように構成された高速比例電
磁流量方向制御弁１５の各ポジションにおける流量特性
を示すもので、ポジションにおいては、Ａポートから
Ｔポートへは十分大きな開度であり、流量はスプールの
移動に伴って変化しないが、ＢポートからＰポートへの
流量はスプールの移動方向と移動量に比例して増減す
る。

【００３１】また、ポジションではＢポートからＴポ
ートへは十分大きな開度で流量はスプールの移動に伴っ
て変化しないが、ＡポートからＰポートへの流量はスプ
ールの移動方向と移動量に比例して増減する。なお、Ｂ
ポートからの流入量は、Ａポートからの流入量に対し２
倍となっているため、ポジションのダンパ縮みと、ポ
ジションのダンパ伸びにて発生力を等しくするには、
ＢポートからＰポートへの全開流量の２倍以上に設定す
る必要があるが、ポジションの弁開度指令をポジショ
ンの弁開度指令の２倍以上となるようにソフト上で設
定すれば、高速比例電磁流量方向制御弁１５のポート形
状をポジション、ポジションで同じ構成としても問
題がない。

【００３２】ここで、２倍以上とした理由は、流路１８
にて高速比例電磁流量方向制御弁１５と直列関係にある
オリフィス１３において発生する減衰力が、ポジション
のダンパ縮みの方が、ポジションのダンパ伸びより
も大きいためで、オリフィス１３と高速比例電磁流量方
向制御弁１５の絞りによる減衰力の合計が、ポジション
のダンパ縮みとポジションのダンパ伸びにて等しく
なるようにするには、２倍からさらに上乗せする必要が
あるためである。ただし、縦振動に使用する場合にはポ
ジションのダンパ縮みとポジションのダンパ伸びに
て減衰力が等しくなるようにする必要はない。

【００３３】このように構成されているので、高速比例
電磁流量方向制御弁１５がポジションに位置するとき
に、ピストンロッド６が伸びたときは、ロッド側室６ａ
のオイルは流路１９から高速比例電磁流量方向制御弁１
５のＡポートに流入し、Ｔポートから流路２０を通って
油タンク７へ流れるが、上記説明したように、このとき
はスプールの位置によって流量制御されることなくＡポ
ートからＴポートへ流れるのでアンロード（ダンパに減
衰力を発生させない）となる。なお、このときヘッド側
室４ａは負圧になり油タンク７からオイルが吸入され
る。

【００３４】逆にピストンロッド６が縮んだときは、ヘ
ッド側室４ａのオイルは流路１７を通って高速比例電磁
流量方向制御弁１５のＢポートへ送られ、Ｐポートから
流路１８に流れ、オリフィス１３を通って流路２０から
油タンク７へ流れる。そして、このときＰポートへの流
出量はスプールの移動量によって無段階に変化する。

【００３５】したがって、Ｐポートの開度をスプールに
よって制御することによってオンロード（ダンパに減衰
力を発生させる）の制振力が無段階に制御される。この
場合、流路１８の流量が多く所定の圧力以上になった場
合は、低圧リリーフ弁１２から流路２０へ流出する。な
お、このときロッド側室６ａは負圧になり油タンク７か
らオイルが吸入される。

【００３６】高速比例電磁流量方向制御弁１５がポジシ
ョンに位置するときに、ピストンロッド６が伸びたと
きは、ロッド側室６ａのオイルは流路１９を通り高速比
例電磁流量方向制御弁１５のＡポートに流入し、Ｐポー
トから流路１８に流れ、オリフィス１３を通って流路２
０から油タンク７へ流れる。そして、このときＰポート
への流出量はスプールの移動量によって無段階に変化す
るので、Ｐポートの開度をスプールによって制御するこ
とによって、オンロードの制振力が無段階に制御され
る。なお、このときヘッド側室４ａは負圧になり油タン
ク７からオイルが吸入される。

【００３７】また、ピストンロッド６が縮んだときは、
ヘッド側室４ａのオイルは流路１７を通って高速比例電
磁流量方向制御弁１５のＢポートへ送られ、Ｔポートか
ら流路２０を通って油タンク７へ流れるが、Ａポートか
らＴポートへはスプールの位置によって流量制御がなさ
れないので、アンロードとなる。なお、このときロッド
側室６ａは負圧になり油タンク７からオイルが吸入され
る。

【００３８】高速比例電磁流量方向制御弁１５がポジシ
ョンに位置するときに、ピストンロッド６が伸縮した
ときは、Ａポート、Ｂポート、ＰポートおよびＴポート
の全てが閉鎖しているので、ピストンロッド６の伸びに
よってロッド側室６ａから流出するオイルは、流路２１
から高圧リリーフ弁１１を作動させ油タンク７へ流出す
る。同様に、ピストンロッド６の縮みによってヘッド側
室４ａから流出するオイルは、流路２３から高圧リリー
フ弁２４を作動させ油タンク７へ流出する。

【００３９】なお、これら高圧リリーフ弁１１、２４
は、ポジションまたはポジションの位置におけるオ
ンロード時でもピストンロッド６の速度が速くヘッド側
室４ａまたはロッド側室６ａからの吐出流量が大きい場
合にも作動する。これによって、過剰なダンパ力を防ぐ
とともにダンパの破損を防止している。

【００４０】また、フェール時（高速比例電磁流量方向
制御弁１５に一切電源がない状態）は、高速比例電磁流
量方向制御弁１５は戻しバネによってポジションに切
り換えられる。このときに、ピストンロッド６が伸びた
場合は、ロッド側室６ａのオイルは流路１９から高速比
例電磁流量方向制御弁１５のＡポートに流入し、Ｐポー
トから流路１８に流れ、オリフィス１３を通って流路２
０から油タンク７へ流れる。このときは、スプールの移
動はないので、流量制御は行われず最大流量が流通す
る。したがって、オリフィス１３によって絞られる固定
の制振力が得られる。

【００４１】一方、ピストンロッド６が縮んだときは、
ヘッド側室４ａのオイルが流路１７を通って高速比例電
磁流量方向制御弁１５のＢポートへ送られるが、このと
き、流量の半分は流路１９を通って油タンク７へ流れ、
残った分はＰポートから流路１８に流れ、オリフィス１
３を通って流路２０から油タンク７へ流れる。

【００４２】流路１８へ流れる流量は、ヘッド側室４ａ
がロッド側室６ａの２倍の断面積を有するように設定さ
れているので、ピストンロッド６が伸びたときと同じに
なる。 したがって、フェール時においてはピストンロ
ッド６が伸びたときも縮んだときも、オリフィス１３に
よる流路抵抗の制振力となる。

【００４３】次に高速比例電磁流量方向制御弁１５の制
御について図４に基づいて説明する。高速比例電磁流量
方向制御弁１５は、車体と台車の左右方向の加速度を検
出し、この信号を演算処理して高速比例電磁流量方向制
御弁１５のポジションの選択と流量を制御するためバル
ブの開度（Ｐポート）を算出してスプールの移動に必要
な電圧をアンプ４７から出力されることによって作動す
る。

【００４４】車体の左右方向の加速度は、車体１に設け
られたＧセンサ４０で検出し、演算処理装置４５に入力
する。入力した信号はＧアンプで増幅してＡ／Ｄ変換器
でデジタル信号に変換してから実加速度を演算し、これ
を積分して車体１の左右方向の速度ｖＢを算出する。そ
して、右方向か左方向かによって正負の符号が付けられ
る。

【００４５】また、台車の左右方向の加速度は、ダンパ
３の台車２側に設けたＧセンサ４１で検出し、演算処理
装置４５で同様に台車の左右方向の速度ｖＤを算出す
る。このｖＢおよびｖＤは車体１および台車２の左右方
向の速度を目標として加工処理された信号であり、ｖＢ
−ｖＤ＝ｖＢＤがダンパ速度の目安に相当する。

【００４６】高速比例電磁流量方向制御弁１５の流量制
御は制御電圧（直流）の値を変えてスプールを移動させ
ＡポートまたはＢポートの開口面積を変えることによっ
ているが、高速比例電磁流量方向制御弁１５のソレノイ
ドへ印加する制御電圧ＶＦは、例えばＶＦ＝ｖＢ／｜ｖ
Ｂ｜・（Ａ−Ｃ）なる関係式で与える。ここで、Ａはバ
ルブ全開時における印加電圧である。

【００４７】ここで、スカイフック制御として一般的な
目標制御力Ｕは、ｖＢにゲイン係数Ｋを乗じたもので、
Ｃ＝｜Ｕ／（ｖＢＤ・Ｂ）｜かつ、Ｃ＜Ａなる関係式で
表される。なお、Ｂは試験などで得られる経験値であ
る。今、ｖＢ＝−２ｃｍ／ｓ、Ａ＝１０ｖ、Ｂ＝１５０
０、Ｕ＝１２００ｋｇｆ、ｖＢＤ＝−０．１ｃｍ／ｓと
すると、ＶＦ（制御電圧）＝−２．０ｖとなる。

【００４８】この制御装置には、スプールの移動を監視
するスプールモニタが付設されており、図５で説明す
る。スプールモニタは、高速比例電磁流量方向制御弁１
５のスプールが制御電圧ＶＦに対応する所定の位置にな
い場合に警報を出し、ダンパが正常であることを監視す
るものである。

【００４９】この高速比例電磁流量方向制御弁１５に
は、作動トランスでスプールの位置に対応するモニタ電
圧（Ｖｓ）が出力されるようにしてある。例えば、スプ
ールモニタ電圧Ｖｓが高速比例電磁流量方向制御弁１５
のポジションに対応して、ポジションでは−１０ｖ、
では−５ｖ、では０ｖ、では＋５ｖに設定されて
いる（図５（ａ））。制御開始のスイッチをＯＮする
と、スプールモニタ電圧Ｖｓを監視し、スプールモニタ
電圧Ｖｓが−６ｖ以下である場合には、スプールの位置
が異常であると判断しアンプ４７の電源をＯＦＦにし
て、［フェールポジションのままです］などの警告表示
が出される。

【００５０】また、スプールモニタ電圧Ｖｓの絶対値が
３ｖ以上でかつアンプ指令電圧ＶＦにスプールモニタ電
圧Ｖｓを乗じた値が負（０以下）になったときは、スプ
ールの位置が異常であると判断しアンプ４７の電源をＯ
ＦＦにして、［逆ポートに開いています］などの警告表
示が出される（図５（ｂ））。

【００５１】また、制御開始スイッチがＯＦＦにて、ス
プールモニタ電圧が−９ｖ以上になったときは、スプー
ルの位置が異常であると判断しアンプ４７の電源をＯＦ
Ｆにして、［制御ポジションのままです］などの警告表
示が出される（図５（ｃ））。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振動抑制装置のダンパに使用する電磁弁は１個で済み、
ダンパをコンパクトにでき、フェールセーフ弁も別個に
必要としない。また、ダンパ定数を無段階に切り換える
ことができ高性能なダンパとなった。そして、従来のよ
うにバルブの組み合わせを選択するための判断則やメモ
リーなどの高速演算できるコンピュータを必要とせず、
制御装置が簡素化される。

【００５３】また、高速比例電磁流量方向制御弁のポジ
ションとポジションは一方が全開に近く、他方が微
小になるように、ダンパの伸縮に対し異なる特性を機械
的に発生可能としたので、高頻度に切り換わるダンパの
伸縮に伴いポジションを切り換える必要が無くな
り、このタイミングではダンパ定数を調整する範囲でス
プールが移動する程度でよいので、実質的にスプールの
移動量は格段に少なくなり、耐久性の問題も解消され
る。

【００５４】さらに、従来セミアクティブ方式では不可
能であった電磁弁の開度情報が検知できるので、たとえ
制御中であっても指令値と大きく異なる場合は、制御を
中止して高速比例電磁流量方向制御弁への電源を絶て
ば、フェール時ポジションへ機械的にスプールが移動す
るので、ダンパの発生力は固定諸元のダンパと同等にで
きる。したがって、乗客はダンパ異常時にも不快な振動
をほとんど感知することがない。

【００５５】また、事前に高速比例電磁流量方向制御弁
の異常を検知できるので問題になる前に交換することが
可能となるなど実用性においても種々の優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての鉄道車両の制振装
置のダンパ３０の構成を示す回路図である。

【図２】図１の高速比例電磁流量方向制御弁１５の機能
説明図である。

【図３】高速比例電磁流量方向制御弁１５の特性を示す
図である。

【図４】本発明の制振装置のブロック図である。

【図５】高速比例電磁流量方向制御弁１５のスプールモ
ニタの制御フローを示す図である。

【図６】従来のダンパ１０の構成例を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１…車体 ２…台車 ３…シリンダ ４…シリンダヘッド ４ａ…ヘッド側室 ５…ピストン ６…ピストンロッド ６ａ…ロッド側室 ７…油タンク ８、９…チェック弁 １０…ダンパ １１…高圧リリーフ弁 １２…低圧リリーフ弁 １３…オリフィス １４…オイルフィルタ １５…高速比例電磁流量方向制御弁 １６…オイルフィルタ １７、１８、１９…流路 ２０、２１…流路 ２２…チェック弁 ２３…流路 ２４…高圧リリーフ弁 ３０…ダンパ ４０、４１…Ｇセンサ ４５…演算処理装置 ４７…アンプ ５１、５２、５３、５４…高速電磁弁 ５５、５６、５７、５８…オリフィス ５９…低圧リリーフ弁 ６０…磁性体ビット ６１…磁気センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体と台車にて両端を支持されたシリンダ
   のロッド側室とヘッド側室を、それぞれチェック弁を介
   して油タンクに接続するとともにオンロードとアンロー
   ドとフェール時の固定ダンパに切り換える方向切換およ
   び流量制御の機能を備えた１個の高速比例電磁流量方向
   制御弁のＡポートとＢポートにそれぞれ接続し、該高速
   比例電磁流量方向制御弁の流出側は油タンクと連通する
   ＰポートとＴポートを備え、Ｐポートからの流路には少
   なくともオリフィスまたは低圧リリーフ弁の一方を設
   け、車体と台車の上下または左右方向の加速度などに基
   づいて該高速比例電磁流量方向制御弁を作動させること
   によりオイルの流動抵抗を変化させて車体の振動を抑制
   することを特徴とする鉄道車両の振動抑制装置。
2. 【請求項２】高速比例電磁流量方向制御弁は、Ａポート
   およびＢポートがＰポートへ連通するポジションと、Ａ
   ポートがＴポートへ連通するとともにＢポートがＰポー
   トへ連通するポジションと、ＡポートおよびＢポートが
   閉鎖されているポジションと、ＡポートがＰポートへ連
   通するとともにＢポートがＴポートへ連通するポジショ
   ンとで構成され、該ＡポートがＴポートへ連通するとと
   もにＢポートがＰポートへ連通するポジションとＡポー
   トがＰポートへ連通するとともにＢポートがＴポートへ
   連通するポジションは、検知した車体と台車の上下また
   は左右方向の加速度などに基づいて通過流量を無段階に
   変更できるものであることを特徴とする請求項１記載の
   鉄道車両の振動抑制装置。
3. 【請求項３】高速比例電磁流量方向制御弁は、Ａポート
   またはＢポートからＰポートへ連通するときは、スプー
   ルの移動量に連れて通過流量が大きくなり、Ａポートま
   たはＢポートからＴポートへ連通するときは、スプール
   の移動に関係なく大量に流通するようにしたことを特徴
   とする請求項２記載の鉄道車両の振動抑制装置。
4. 【請求項４】高速比例電磁流量方向制御弁のスプールが
   制御電圧に対応する所定の位置にない場合に警報を出す
   スプールモニタを設けたことを特徴とする請求項２記載
   の鉄道車両の振動抑制装置。