JP2002079940A - Vibration damper for rolling stock - Google Patents

Vibration damper for rolling stock

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JP2002079940A
JP2002079940A JP2000271813A JP2000271813A JP2002079940A JP 2002079940 A JP2002079940 A JP 2002079940A JP 2000271813 A JP2000271813 A JP 2000271813A JP 2000271813 A JP2000271813 A JP 2000271813A JP 2002079940 A JP2002079940 A JP 2002079940A
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邦正 沖松
Hiroshi Niimura
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for a rolling stock, having improved control performance and replacing a conventional oil damper. SOLUTION: The control device 5 for the rolling stock comprises a pair of expansion members as actuators 20 having induction power generating ability, to be arranged at a vibration transmitting portion between a rolling stock body and a truck, one having a coil 23 wound thereon and the other having a permanent magnet 24 held thereon, and control means 33, 34 for detecting the generation of induced electromotive force in the coil 23 to control the connection of a load resistance. A current is carried in the coil 23 by consuming the induced electromotive force, generated by receiving vibration with the load resistance of a predetermined resistance value connected to the coil 23, and force generated in a magnetic field of the permanent magnet 24 is used as expansion reaction of the actuators 20 to damp vibration.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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上下又は左右方向に生じる振動を
抑える鉄道車両用制振装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration damping device for a railway vehicle which suppresses vertical and horizontal vibrations of a vehicle body that occur when the railway vehicle travels.

【0002】[0002]

【従来の技術】鉄道車両では、台車と車体の間に設けら
れた空気ばねは、一般に台車からの振動を緩和させるも
のであるが、それ自体ではねの振動を急速に減衰させる
能力がないため、空気室の絞りを電磁弁にて適当に絞っ
てダンパの役目をもたせるようにしている。しかし、こ
れでも空気ばねは、空気の圧縮性による極めて大きな応
答遅れのため、絞り面積の急激な縮小による振動抑制効
果は小さく、更には極端に絞り面積を小さくすると、空
気ばね本体の蓄圧の反動からキックバックが発生して逆
に振動が拡大する問題があった。
2. Description of the Related Art In a railway vehicle, an air spring provided between a bogie and a vehicle body generally reduces vibration from the bogie, but does not have a capability of rapidly damping the vibration of the bogie itself. The throttle of the air chamber is appropriately narrowed by an electromagnetic valve so as to serve as a damper. However, even in this case, since the response of the air spring is extremely large due to the compressibility of the air, the effect of suppressing the vibration due to the rapid reduction of the throttle area is small. There is a problem that kickback occurs and vibration is conversely expanded.

【0003】そのため、最近では鉄道車両にはオイルダ
ンパが併用されるようになり、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
等が用いられるようになっている。セミアクティブダン
パに関しては、例えば特開平9−301164号公報の
ものを挙げることができる。
[0003] For this reason, oil dampers have recently been used together with railway vehicles, and so-called semi-active dampers or the like, in which the degree of vibration suppression can be varied depending on the degree of vibration, have been used. As the semi-active damper, for example, one disclosed in JP-A-9-301164 can be mentioned.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした従
来のオイルダンパは、作動流体であるオイルの圧縮性が
小さく実用化もされているが、作動流体の持つ圧縮性や
弁の応答遅れは完全に解消されず、減衰力を切り換える
際の切り換えの反応に遅れがあり、高周波振動の制御性
に限界があった。また、反力がゼロを理想とするアンロ
ード状態においても、作動油の管路抵抗及びオイルの漏
れを防止するために取り付けられたオイルシールの摺動
抵抗などにより不要な反力が発生してしまい、制振能力
に限界があった。鉄道車両では輪軸と台車枠を係合する
軸箱支持装置によっても緩衝作用が行われているため、
乗り心地がある程度確保されている場合、アクティブの
ように能動的に減衰力を発生させないオイルダンパでは
振動を更に小さくすることは非常に困難であった。ま
た、オイルダンパは、定期的に作動流体やシール摩耗部
の点検・交換などを行う必要があるが、作業への負荷が
大きく、機能以外での問題もあった。
However, such conventional oil dampers have been practically used because of their low compressibility of the working fluid oil. However, the compressibility of the working fluid and the response delay of the valve are completely reduced. However, there was a delay in the switching reaction when switching the damping force, and there was a limit in the controllability of high-frequency vibration. Also, even in the unload state where the reaction force is ideally zero, unnecessary reaction force is generated due to the pipeline resistance of the hydraulic oil and the sliding resistance of the oil seal attached to prevent oil leakage. As a result, the damping ability was limited. In railway vehicles, the cushioning effect is also performed by the axle box support device that engages the wheelset and bogie frame,
When the ride comfort is secured to some extent, it is very difficult to further reduce the vibration with an oil damper that does not actively generate a damping force like an active. In addition, the oil damper needs to be periodically inspected and replaced with a working fluid and a worn portion of the seal, but the work load is large, and there is a problem other than the function.

【0005】そこで、本発明は、こうした従来のオイル
ダンパに代わるものであり、制御性能を高めた鉄道車両
用制御装置を提供することを目的とする。
[0005] Therefore, an object of the present invention is to replace such a conventional oil damper, and an object of the present invention is to provide a control device for a railway vehicle with improved control performance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の鉄道車
両用制御装置は、車体と台車との間の振動伝達部分に配
置される伸縮可能な一対の部材であって、その一方にコ
イルを巻回して他方には永久磁石を保持した誘導発電能
力を持ったアクチュエータと、前記コイルにおける誘導
起電力の発生を検出して負荷抵抗の接続を制御する制御
手段とを有し、振動を受けて発生した誘導起電力を前記
コイルに接続した所定抵抗値の負荷抵抗によって消費す
ることでそのコイルに電流を流し、前記永久磁石の磁界
の中で発生する力を当該アクチュエータの伸縮反力にし
て振動を減衰させるものであることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a control apparatus for a railway vehicle according to the present invention is a pair of expandable and contractable members arranged at a vibration transmitting portion between a vehicle body and a bogie, and one of the members is provided with a coil. The other has an actuator having an induction power generation capacity holding a permanent magnet and a control means for detecting the generation of an induced electromotive force in the coil and controlling the connection of a load resistor. The generated induced electromotive force is consumed by a load resistance having a predetermined resistance value connected to the coil, thereby causing a current to flow through the coil, and using the force generated in the magnetic field of the permanent magnet as the expansion / contraction reaction force of the actuator to vibrate. Is attenuated.

【0007】また、本発明の鉄道車両用制御装置は、前
記制御手段が、車体の振動における絶対加速度を検出す
る加速度センサと、前記アクチュエータの伸縮状況を前
記誘導起電力の向きから判断する伸縮判断部と、前記負
荷抵抗の抵抗値を任意に切り換え可能な抵抗制御部と、
前記負荷抵抗とコイルとの接続及び切り離しを行うスイ
ッチ切換部と、前記加速度センサ及び伸縮判断部からの
信号に基づいて前記抵抗制御部及びスイッチ切換部を動
作させる制御コントローラとを有することを特徴とす
る。
Further, in the control device for a railway vehicle according to the present invention, the control means includes an acceleration sensor for detecting an absolute acceleration in the vibration of the vehicle body, and an expansion / contraction judgment for judging the expansion / contraction state of the actuator from the direction of the induced electromotive force. Unit, a resistance control unit that can arbitrarily switch the resistance value of the load resistance,
A switch switching unit for connecting and disconnecting the load resistance and the coil, and a controller for operating the resistance control unit and the switch switching unit based on signals from the acceleration sensor and the expansion / contraction determination unit, I do.

【0008】従って、こうした鉄道車両用制御装置によ
れば、前記コイルに接続された前記負荷抵抗の抵抗値を
任意に切り換え、前記アクチュエータにおける減衰力に
相当する適切な伸縮反力を得ることができ、しかも電気
的な制御によって行うため、振動に対する応答性が高
く、高周波振動に対する制御性に優れる。また、負荷抵
抗Rを無くした場合、コイルに電流が流れなくなって伸
縮反力が発生しないため、スカイフック制御におけるア
ンロード状態とさせることができる。更に、電気的制御
によるため、オイルダンパにおける作動流体のような取
り扱いの困難性はなく、メンテナンスのための作業負荷
が格段に低減される。
Therefore, according to such a railway vehicle control device, it is possible to arbitrarily switch the resistance value of the load resistance connected to the coil and obtain an appropriate expansion / contraction reaction force corresponding to the damping force of the actuator. Moreover, since the control is performed by electrical control, the response to vibration is high, and the controllability to high-frequency vibration is excellent. Further, when the load resistance R is eliminated, no current flows through the coil and no expansion / contraction reaction force is generated, so that the unloaded state in the skyhook control can be achieved. Furthermore, because of the electric control, there is no difficulty in handling the working fluid in the oil damper, and the work load for maintenance is significantly reduced.

【0009】また、本発明の鉄道車両用制振装置は、車
体と台車との間の振動伝達部分に配置される伸縮可能な
一対の部材であって、その一方にコイルを巻回して他方
には永久磁石を保持した誘導発電能力を持ったアクチュ
エータと、振動によって発生した誘導起電力を前記コイ
ルに接続した所定抵抗値の負荷抵抗によって消費するこ
とでそのコイルに電流を流し、前記永久磁石の磁界の中
で発生する力を当該アクチュエータの伸縮反力にして振
動を減衰させるセミアクティブ制御回路と、前記コイル
に電源を接続して所定電流値の電流を流し、振動を減衰
させる方向に能動的な伸縮反力を発生させるアクティブ
制御回路と、そのセミアクティブ制御回路とアクティブ
制御回路とを切り換えるスイッチ切換部とを備えた制御
手段とを有することを特徴とする。
The vibration damping device for a railway vehicle according to the present invention is a pair of expandable and contractable members arranged at a vibration transmitting portion between the vehicle body and the bogie, and a coil is wound around one of the members and the other is wound around the other. Is an actuator having an inductive power generation capability holding a permanent magnet, and an induced electromotive force generated by vibration is consumed by a load resistance having a predetermined resistance value connected to the coil, so that a current flows through the coil and the permanent magnet is driven. A semi-active control circuit that attenuates vibration by using a force generated in a magnetic field as an expansion / contraction reaction force of the actuator, and a power supply connected to the coil to supply a current having a predetermined current value, and to actively attenuate the vibration. And a control means having a switch switching unit for switching between the semi-active control circuit and the active control circuit. The features.

【0010】また、本発明の鉄道車両用制御装置は、前
記制御手段が、前記セミアクティブ制御回路には、前記
負荷抵抗の抵抗値を任意に切り換え可能な抵抗制御部
が、アクティブ制御回路には、前記電源に接続され、電
流の流れる向きを反転する符号反転部と、前記電源から
任意の電流値の電流を得るための電流制御部とが設けら
れ、車体の振動における絶対加速度を検出する加速度セ
ンサと、前記アクチュエータの伸縮状況をストロークか
ら検出する伸縮センサと、その加速度センサ及び伸縮セ
ンサからの信号に基づいて前記抵抗制御部、符号反転
部、電流制御部及びスイッチ切換部を任意に動作させる
制御コントローラとを有することを特徴とする。
In the control apparatus for a railway vehicle according to the present invention, the control means includes a semi-active control circuit, a resistance control unit capable of arbitrarily switching a resistance value of the load resistance, and an active control circuit. A sign reversing unit connected to the power supply for reversing the direction of current flow, and a current control unit for obtaining a current having an arbitrary current value from the power supply, and an acceleration for detecting an absolute acceleration in the vibration of the vehicle body. A sensor, an expansion / contraction sensor for detecting the expansion / contraction state of the actuator from a stroke, and arbitrarily operating the resistance control unit, the sign inversion unit, the current control unit, and the switch switching unit based on signals from the acceleration sensor and the expansion / contraction sensor. And a control controller.

【0011】従って、こうした鉄道車両用制御装置によ
れば、コイルに接続された負荷抵抗の抵抗値を任意に切
り換えて伸縮反力を得ることが可能なセミアクティブダ
ンパとして、またコイルを電源に接続して能動的な伸縮
反力を得ることが可能なアクティブダンパとしてアクチ
ュエータを機能させることができ、振動に対する応答性
が高く、高周波振動に対する制御性に優れるとともに、
フルタイムでアクティブ制御することがない点で省エネ
ルギ化を実現することができる。また、電気的制御によ
るため、オイルダンパにおける作動流体のような取り扱
いの困難性はなく、メンテナンスのための作業負荷が格
段に低減される。
Therefore, according to the railway vehicle control device, a semi-active damper capable of obtaining an expansion / contraction reaction force by arbitrarily switching the resistance value of the load resistance connected to the coil, and connecting the coil to a power supply. The actuator can function as an active damper that can obtain an active expansion and contraction reaction force, and has high responsiveness to vibration and excellent controllability to high frequency vibration.
Energy saving can be realized in that active control is not performed in full time. In addition, because of the electrical control, there is no difficulty in handling the working fluid in the oil damper, and the work load for maintenance is significantly reduced.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る鉄道車両用制
振装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態で説明する鉄道車両用制振装置(以下、単に
「制振装置」とする)は、上下方向の振動制御を目的と
したセミアクティブタイプの減衰機構を構成するもので
ある。なお、取付け方向を変えれば左右方向の制振制御
を行うことは勿論可能なものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a railcar damping device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The railcar damping device described in the present embodiment (hereinafter, simply referred to as a "damping device") constitutes a semi-active type damping mechanism for vertical vibration control. If the mounting direction is changed, it is of course possible to perform left-right vibration suppression control.

【0013】先ず、図1は、制振装置を鉄道車両に取付
けた状態を示した概念図である。鉄道車両は、台車枠に
軸ばね装置や軸受を介して輪軸が取付けられ、その台車
枠上の空気ばねに車体が支えられている。輪軸1,1
は、不図示の台車枠に対して図示するように前後に配置
され、その間に台車枠の側梁に張り渡された横梁2a,
2bが両端で固定されている。一方、車体10には中心
ピン3が垂設され、図示するように後方(図面右側)の
横梁2aと中心ピン3とが1本リンク4によって連結さ
れ、この台車に働く推進力が1本リンク4から中心ピン
3を介して車体10に伝達されるように構成されてい
る。従って、この中心ピン3は、荷重の一部を負担する
と同時に台車枠の回転中心となり、前後方向の推進力を
伝達して車体を牽引するものである。
First, FIG. 1 is a conceptual diagram showing a state in which a vibration damping device is mounted on a railway vehicle. In a railway vehicle, a wheelset is attached to a bogie frame via a shaft spring device and a bearing, and the vehicle body is supported by an air spring on the bogie frame. Wheelset 1,1
Are arranged in front and rear with respect to a bogie frame (not shown) as shown in the figure, and between them, cross beams 2a,
2b is fixed at both ends. On the other hand, a center pin 3 is suspended from the vehicle body 10, and a rear cross beam 2a (right side in the drawing) and the center pin 3 are connected by one link 4 as shown in the figure, and the propulsive force acting on this bogie is one link. 4 is transmitted to the vehicle body 10 via the center pin 3. Therefore, the center pin 3 bears a part of the load, and at the same time, serves as the center of rotation of the bogie frame, and transmits the propulsive force in the front-rear direction to pull the vehicle body.

【0014】1本リンク4は、段付きの棒部材であり、
台車枠の中心位置に配置され、その一つの直線部分が図
示するように横梁2aと中心ピン3とに軸支されてい
る。そして、下側に折れた他の直線部分にはその先端に
制振装置5を構成するアクチュエータ20が設けられて
いる。制振装置5は、電磁式のセミアクティブダンパで
あり、アクチュエータ20を構成する上枠と下枠(詳細
は後述する)とがそれぞれ横梁2bと1本リンク4の先
端とに軸支されて上下に配置されている。即ち、アクチ
ュエータ20の一方が車体10側に、そして他方が台車
側に連結された構成となっている。
The single link 4 is a stepped rod member,
It is arranged at the center position of the bogie frame, and one straight portion thereof is pivotally supported by the cross beam 2a and the center pin 3 as shown in the figure. An actuator 20 that constitutes the vibration damping device 5 is provided at the other end of the other straight portion that is bent downward. The vibration damping device 5 is an electromagnetic semi-active damper. An upper frame and a lower frame (which will be described in detail later) constituting the actuator 20 are supported by the cross beam 2b and the tip of the single link 4, respectively, and are vertically moved. Are located in That is, one of the actuators 20 is connected to the vehicle body 10 and the other is connected to the bogie.

【0015】次に、図2は、その制振装置5を示したブ
ロック図である。この制振装置5は、前述したように上
枠21と下枠22とがはめ合わされたアクチュエータ2
0を有している。具体的には、上枠21と下枠22と
は、それぞれ径の異なる円筒部を同心円状に3重にして
配置した有底円筒体からなるものであり、径の大きい上
枠21が外側になるように上下にはめ合わされている。
そして、アクチュエータ20の上枠21には円筒状にコ
イル23が巻かれ、下枠22には永久磁石24がはめ込
まれている。特に、上枠21のコイル23は、正巻きコ
イル23aと逆巻きコイル23bと巻き方を交互にして
上下4段に分け、下枠22の永久磁石24は、コイルの
巻き方向に対応させてN極とS極とが内側と外側とで逆
になるようにNS磁石24aとSN磁石24bとが交互
に配置されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the vibration damping device 5. The vibration damping device 5 includes the actuator 2 having the upper frame 21 and the lower frame 22 fitted as described above.
It has 0. Specifically, the upper frame 21 and the lower frame 22 are each formed of a bottomed cylindrical body in which cylindrical portions having different diameters are concentrically arranged in three layers, and the upper frame 21 having a large diameter is located outside. It is fitted up and down so that it becomes.
The upper frame 21 of the actuator 20 is wound with a coil 23 in a cylindrical shape, and the lower frame 22 is fitted with a permanent magnet 24. In particular, the coil 23 of the upper frame 21 is divided into four upper and lower stages by alternately winding the normal winding coil 23a and the reverse winding coil 23b, and the permanent magnets 24 of the lower frame 22 are N poles corresponding to the winding direction of the coil. NS magnets 24a and SN magnets 24b are alternately arranged such that the S pole and the S pole are reversed inside and outside.

【0016】また、上枠21の円筒部分は、下枠22の
円筒部分の外側に位置するように大径で形成され、最外
周の円筒部分間には内部に鉄粉などが入り込まないよう
にダストシール25が円周状に設けられている。上下に
はめ合わされた上枠21と下枠22とは、上枠21の軸
心部にスライドロッド26が垂設され、それが下枠22
の内周円筒に挿入固定された直動ベアリングガイド27
にはめ込まれ、上枠21と下枠22との各円筒部分が一
定の間隙を保った状態で上下動するように構成されてい
る。ところで、図1で表した例示の場合、アクチュエー
タ20が1本リンク4を介して車体10側に、そして横
梁2bを介して台車側に連結されるため、車体と台車の
上下関係と逆になるが、図2では分かりやすくするた
め、上方から車体側に連結され下方から台車に連結され
るように表現している。
The cylindrical portion of the upper frame 21 is formed with a large diameter so as to be located outside the cylindrical portion of the lower frame 22, so that iron powder or the like does not enter between the outermost cylindrical portions. A dust seal 25 is provided circumferentially. The upper frame 21 and the lower frame 22 which are fitted up and down are provided with a slide rod 26 suspended from the axis of the upper frame 21, and the slide rod 26 is attached to the lower frame 22.
Linear bearing guide 27 inserted and fixed in the inner peripheral cylinder of
The upper frame 21 and the lower frame 22 are configured to move up and down while maintaining a certain gap. Incidentally, in the case of the example shown in FIG. 1, the actuator 20 is connected to the vehicle body 10 via the single link 4 and to the bogie side via the cross beam 2b. However, in FIG. 2, for simplicity, it is expressed as being connected to the vehicle body from above and being connected to the bogie from below.

【0017】続いて、こうして上枠21に巻かれたコイ
ル24には制御部が接続されている。制御部は、車体の
上下方向の加速度を検出する加速度センサ31と、コイ
ル24に発生する誘導起電力の向きによって上枠21と
下枠22との相対的な伸縮を検出する伸縮判断部32と
を有し、それぞれが制御コントローラ33に接続されて
いる。また、コイル23には伸縮判断部32を介して抵
抗制御部34及びスイッチ切換部35が接続され、これ
らが制御コントローラ33によって制御されるようにな
っている。抵抗制御部34は、負荷抵抗Rの抵抗値を任
意に設定する可変可能なものである。そして、この負荷
抵抗RやスイッチSの切り換えを行う制御コントローラ
33には、加速度センサ31から得られる振動方向信号
や伸縮判断部32から得られる伸縮信号に応じて、切り
換え制御を行うための予め設定されたプログラムが格納
されている。
Subsequently, a control unit is connected to the coil 24 wound around the upper frame 21 in this manner. The control unit includes an acceleration sensor 31 that detects the vertical acceleration of the vehicle body, an expansion / contraction determination unit 32 that detects the relative expansion and contraction of the upper frame 21 and the lower frame 22 based on the direction of the induced electromotive force generated in the coil 24. And each is connected to the controller 33. Further, a resistance control unit 34 and a switch switching unit 35 are connected to the coil 23 via an expansion / contraction determination unit 32, and these are controlled by a controller 33. The resistance control unit 34 is variable so as to arbitrarily set the resistance value of the load resistance R. The controller 33 that performs switching of the load resistance R and the switch S has a preset setting for performing switching control according to the vibration direction signal obtained from the acceleration sensor 31 and the expansion / contraction signal obtained from the expansion / contraction determination unit 32. The stored program is stored.

【0018】そこで、本実施形態の制振装置5では、こ
うした構成により次のようにして車体の制振が実行され
る。制振装置5では、前述したようにコイル23及び永
久磁石24を備えた上枠21及び下枠22からなるアク
チュエータ20が誘導発電能力のある誘導発電体を構成
し、外乱入力によって発生した誘導発電体のストローク
変動により発電した電力を負荷抵抗Rによって消費する
ことで減衰力である伸縮反力を得る。
Therefore, in the vibration damping device 5 of the present embodiment, the vibration of the vehicle body is executed in the following manner by such a configuration. In the vibration damping device 5, as described above, the actuator 20 including the upper frame 21 and the lower frame 22 having the coil 23 and the permanent magnet 24 constitutes an induction generator having an induction power generation capability, and the induction power generation generated by a disturbance input. The electric power generated by the fluctuation of the body stroke is consumed by the load resistance R to obtain the expansion / contraction reaction force which is the damping force.

【0019】そのため、先ず下枠22に設けられた永久
磁石24の磁束の間をコイル23(導体)が横切ること
によって、そのコイル23に誘導起電力が発生する。発
生する誘導起電力eは、フレミングの右手の法則に従
い、 e=v・B・L …(1) で表される。この場合、eは誘導電圧、vはコイル23
が磁束と直交方向に移動する速度、Bは磁束密度、そし
てLは磁束中のコイル23の長さである。
Therefore, first, the coil 23 (conductor) crosses between the magnetic fluxes of the permanent magnets 24 provided on the lower frame 22 to generate an induced electromotive force in the coil 23. The induced electromotive force e is expressed by e = v · B · L (1) according to Fleming's right hand rule. In this case, e is the induced voltage, v is the coil 23
Is the speed at which B moves in the direction perpendicular to the magnetic flux, B is the magnetic flux density, and L is the length of the coil 23 in the magnetic flux.

【0020】そして、こうして発生した誘導起電力によ
ってコイル23には電流が流れる。電流iは、オームの
法則により、 i=e/R=v・B・L/R …(2) となる。Rは負荷抵抗である。一方、この回路電流によ
りコイル23に発生する伸縮反力Fは、フレミングの左
手の法則に従って求められ、 F=BiL=v・B2・L2/R …(3) となる。
Then, a current flows through the coil 23 by the induced electromotive force generated in this manner. According to Ohm's law, the current i is given by: i = e / R = v · B · L / R (2) R is a load resistance. On the other hand, the expansion / contraction reaction force F generated in the coil 23 due to this circuit current is obtained according to Fleming's left-hand rule, and F = BiL = vB 2 L 2 / R (3)

【0021】従って、こうしてコイル23に発生する伸
縮反力Fは、コイル23の移動速度、即ち上枠21に連
結された車体の移動する速度に正比例し、その移動方向
とは逆向きに働く。そこで、伸縮反力Fの値は負荷抵抗
Rによって変化するため、この値を変化させれば上枠2
1と下枠22との組合せによりあたかも減衰機構(ダン
パ)の様に機能させることができる。そして、コイル2
3のループを完全に切って負荷抵抗Rを無くした場合、
回路には電流が流れなくなって伸縮反力Fも発生せず
に、スカイフック制御におけるアンロード状態とさせる
ことができる。
Accordingly, the expansion / contraction reaction force F generated in the coil 23 is directly proportional to the moving speed of the coil 23, that is, the moving speed of the vehicle body connected to the upper frame 21, and acts in a direction opposite to the moving direction. Therefore, since the value of the expansion / contraction reaction force F changes depending on the load resistance R, if this value is changed, the upper frame 2
The combination of 1 and the lower frame 22 can function as if it were a damping mechanism (damper). And coil 2
When the loop 3 is completely cut to eliminate the load resistance R,
The circuit can be brought into the unload state in the skyhook control without causing the current to flow in the circuit and generating the expansion / contraction reaction force F.

【0022】次に、こうした原理の下に構成された図2
の制振装置5では、具体的に以下のようにして減衰制御
が行われる。車体に上下方向の振動が生じると、上下動
する車体の加速度が加速度センサ31で検出され、その
加速度信号が制御コントローラ33へと送られる。伸縮
判断部32では、その移動方向による誘導起電力の向き
によって振動方向が検出されて、移動方向を示す伸縮信
号が制御コントローラ33へと送られる。即ち、永久磁
石24に対して相対的にコイル23が上下方向に移動す
ると、永久磁石24による水平方向の磁束を横切ること
によって誘導起電力が発生する。そして、アクチュエー
タ20の伸縮方向が、この誘導起電力の向きによって伸
縮判断部32で確認され、アンロード・オンロードのタ
イミングが判断される。
Next, FIG. 2 constructed based on such a principle will be described.
In the vibration damping device 5, the damping control is specifically performed as follows. When a vertical vibration is generated in the vehicle body, the acceleration of the vehicle body moving up and down is detected by the acceleration sensor 31, and the acceleration signal is sent to the controller 33. The expansion / contraction judging section 32 detects the vibration direction based on the direction of the induced electromotive force according to the moving direction, and sends an expansion / contraction signal indicating the moving direction to the controller 33. That is, when the coil 23 moves up and down relative to the permanent magnet 24, the induced electromotive force is generated by crossing the magnetic flux in the horizontal direction by the permanent magnet 24. The expansion / contraction direction of the actuator 20 is confirmed by the expansion / contraction determining unit 32 based on the direction of the induced electromotive force, and the timing of unloading / onloading is determined.

【0023】制御コントローラ33では、加速度センサ
31からの加速度信号を積分して得た速度を、不要な周
波数成分を除去したものに−Kなるゲインを乗じて指令
値とする。そして、この指令値の符号と、伸縮判断部3
2から出力される起電力の符号ビットとを、論理演算の
XOR(排他的論理和)若しくはXNOR(XOR出力
の逆ビット)により負荷抵抗Rの有無を判定する。この
結果から負荷抵抗Rの接続の有無、即ちオンロードとア
ンロードの2段スカイフック制御の切り換えが行われ
る。
In the controller 33, the speed obtained by integrating the acceleration signal from the acceleration sensor 31 is used as a command value by multiplying the speed obtained by removing unnecessary frequency components by a gain of -K. Then, the sign of this command value and the expansion / contraction determination unit 3
The presence / absence of the load resistor R is determined from the sign bit of the electromotive force output from 2 and XOR (exclusive OR) or XNOR (the inverse bit of the XOR output) of the logical operation. From this result, the presence or absence of the connection of the load resistor R, that is, the switching between the two-stage skyhook control of on-load and unload is performed.

【0024】2段スカイフック制御は、スイッチ切換部
35でリレーやMOS−FETなどの素子を用いたスイ
ッチSの切り換えれによって行われ、負荷抵抗Rを接続
した回路に電流を流し、発生した誘導起電力を消費す
る。そして、車体が揺れる方向にあるとき、流れる電流
によってコイル23と永久磁石24との間で揺れを支え
る方向に伸縮反力Fが作用する。抵抗制御部35では、
その伸縮反力Fを調整するために負荷抵抗Rが所定の抵
抗値になるように制御される。具体的には、抵抗値の異
なる複数の負荷抵抗の接続を切り換えたり、素子を用い
て抵抗値を変化させることが考えられる。
The two-stage skyhook control is performed by switching of a switch S using an element such as a relay or a MOS-FET in a switch switching unit 35. When a current flows through a circuit to which a load resistor R is connected, an induced induction is generated. Consumes electromotive force. When the vehicle body is in the swinging direction, the flowing current causes an expansion / contraction reaction force F to act between the coil 23 and the permanent magnet 24 in a direction to support the swinging. In the resistance control unit 35,
In order to adjust the expansion / contraction reaction force F, the load resistance R is controlled so as to have a predetermined resistance value. Specifically, it is conceivable to switch the connection of a plurality of load resistors having different resistance values, or to change the resistance value using an element.

【0025】このときの負荷抵抗Rは、前記(3)式に
従って、アクチュエータ20の伸縮速度に対応した指令
値に基づき、その値に反比例する抵抗値が決定され、制
御コントローラ33によって負荷抵抗Rが所定の抵抗値
となる抵抗制御部34の制御が行われる。発生する誘導
起電力はその負荷抵抗Rで消費され、それによってコイ
ル23へ電流が流れ、指令値に基づく負荷抵抗Rの抵抗
値により振動を減衰させるのに最適な伸縮反力Fが得ら
れる。
The load resistance R at this time is determined in accordance with the above equation (3) based on a command value corresponding to the expansion / contraction speed of the actuator 20, and a resistance value that is inversely proportional to the command value is determined. The control of the resistance control unit 34 having a predetermined resistance value is performed. The induced electromotive force generated is consumed by the load resistance R, whereby a current flows to the coil 23, and an expansion / contraction reaction force F optimal for attenuating vibration is obtained by the resistance value of the load resistance R based on the command value.

【0026】よって、前記(2)式に従って負荷抵抗R
に基づく値の電流がコイル23に流れ、例えば振動によ
る下向きの揺れが生じた場合に、上向きに伸縮反力Fで
振動を抑え、アクチュエータ20が車体の振動を減衰さ
せるダンパとしての機能を発揮する。一方、パッシブダ
ンパでは車体の移動方向と同じ方向には伸縮反力Fを発
生することはできないので、車体が戻る方向に移動する
場合には、先にも説明したようにスイッチSをOFFに
してコイル23のループを断ち、伸縮反力Fが発生しな
いアンロード状態にする。
Therefore, according to the above equation (2), the load resistance R
Current flows through the coil 23, for example, when a downward sway due to vibration occurs, the vibration is suppressed by the expansion / contraction reaction force F upward, and the actuator 20 exhibits a function as a damper for attenuating the vibration of the vehicle body. . On the other hand, the passive damper cannot generate the expansion / contraction reaction force F in the same direction as the moving direction of the vehicle body. Therefore, when the vehicle body moves in the returning direction, the switch S is turned off as described above. The loop of the coil 23 is cut off to bring the coil 23 into an unloaded state in which the expansion / contraction reaction force F is not generated.

【0027】従って、こうした本実施形態の減衰装置5
によれば、前述したように誘導発電体であるコイル23
に発生する伸縮反力Fが振動速度に比例し、負荷抵抗R
の切り換えによってコイル23を持った上枠21と永久
磁石を持った下枠22とのアクチュエータ20を、あた
かも減衰ダンパのように機能させることができ、振動状
態や外乱に対して適切な減衰係数に切り換えることで、
効率よく力学エネルギを散逸させることが可能である。
そして、制振装置5は、電気的に制御を行う減衰ダンパ
であることから応答性が良く、高速切り換えにより高周
波振動の制振性に優れる。
Therefore, the damping device 5 according to the present embodiment is used.
According to the above, as described above, the coil 23 which is an induction power generator
Is proportional to the vibration speed, and the load resistance R
, The actuator 20 of the upper frame 21 having the coil 23 and the lower frame 22 having the permanent magnet can function as if it were a damping damper. By switching,
It is possible to efficiently dissipate the mechanical energy.
The damping device 5 is a damping damper that performs electrical control, and thus has good responsiveness, and is excellent in damping high-frequency vibration by high-speed switching.

【0028】また、アンロード状態では反力がゼロにな
る理想状態を実現することができるので、カルノップ理
論に基づくスカイフック制御の性能を高めることで制振
性能を向上させるこができる。更に、電気的制御による
ため、オイルダンパにおける作動流体のような取り扱い
の困難性はなく、メンテナンスのための作業負荷が格段
に低減される。
In the unloaded state, an ideal state in which the reaction force becomes zero can be realized. Therefore, the performance of the skyhook control based on the Carnop theory can be improved to improve the vibration damping performance. Furthermore, because of the electric control, there is no difficulty in handling the working fluid in the oil damper, and the work load for maintenance is significantly reduced.

【0029】一方、本実施形態の制振装置5は上下方向
の振動を抑えるべく設けたものであり、そのための構成
として図1に示すように、アクチュエータ20が1本リ
ンク4を介して取り付けられている。こうして1本リン
ク4に取り付けることにより、車体の中心にバランス良
く配置させることができ、また1本リンク4自体の取り
外しが簡易なことから制振装置5のメンテナンスなどの
扱いも容易になった。また、本実施形態の1本リンク4
は、段付き形状にした特別形状ものであるが、中心ピン
3との連結部分を支点としてテコのように動作するた
め、制振装置5では振動が増幅される。そのため、テコ
比によって増幅された振動速度に対する制振を行うこと
により、本来車体に生じた振動をより高いレベルで抑え
ることができるようになった。
On the other hand, the vibration damping device 5 according to the present embodiment is provided to suppress vibration in the vertical direction, and as shown in FIG. ing. By attaching to the single link 4 in this manner, the single link 4 can be arranged in a well-balanced manner at the center of the vehicle body, and since the single link 4 itself is easily removed, the handling of the vibration damping device 5 and the like can be easily performed. Also, one link 4 of the present embodiment.
Is a special shape having a stepped shape, but operates like a lever with the connection portion with the center pin 3 as a fulcrum, so that the vibration is amplified in the vibration damping device 5. Therefore, by performing vibration suppression for the vibration speed amplified by the leverage ratio, the vibration originally generated in the vehicle body can be suppressed at a higher level.

【0030】次に、本発明に係る制振装置の第2実施形
態について説明する。この制振装置は、セミアクティブ
制御の構成をとった前記第1実施形態のものに加え、能
動的に制振を行うアクティブ制御との切換を可能にした
いわゆるハイブリッド制御タイプのものである。図3
は、本実施形態の制振装置を示したブロック図である。
制振装置6は、上枠21と下枠22とからなるアクチュ
エータ20は前記実施形態と同様に構成され(同符号を
付して詳しい説明は省略する)、ハイブリッド型にした
本実施形態では前記第1実施形態とは制御部に違いがあ
る。
Next, a second embodiment of the vibration damping device according to the present invention will be described. This vibration damping device is of a so-called hybrid control type in which switching to active control for actively damping is enabled in addition to the first embodiment having a semi-active control structure. FIG.
1 is a block diagram showing a vibration damping device according to the present embodiment.
In the vibration damping device 6, the actuator 20 including the upper frame 21 and the lower frame 22 is configured in the same manner as in the above-described embodiment (the same reference numerals are given and detailed description is omitted). There is a difference in the control unit from the first embodiment.

【0031】制御部は、車体の上下方向の加速度を検出
する加速度センサ41を有し、アクチュエータ20の伸
縮を判断するため、上枠21に設けられたスライドロッ
ド26の先端にストロークセンサ42が取り付けられ、
それぞれが制御コントローラ43に接続されている。一
方、コイル23は、アクティブとセミアクティブとを切
り換えるスイッチ切換部44に接続されている。スイッ
チ切換部44は、2つの回路の切り換えを行うものであ
り、一方は、セミアクティブ制御を行うべく負荷抵抗R
の抵抗値の切り換えが可能な抵抗制御部45に接続さ
れ、他方は、アクティブ制御を行うべく電流制御部56
及び符号反転部47を介して電源48に接続されてい
る。そして、制御コントローラ34は、スイッチ切換部
44、抵抗制御部45、電流制御部56及び符号反転部
47に接続され、それらを制御するため予め設定された
プログラムが格納されている。
The control unit has an acceleration sensor 41 for detecting the vertical acceleration of the vehicle body. A stroke sensor 42 is attached to the tip of the slide rod 26 provided on the upper frame 21 to determine the expansion and contraction of the actuator 20. And
Each is connected to the controller 43. On the other hand, the coil 23 is connected to a switch switching unit 44 that switches between active and semi-active. The switch switching section 44 switches between two circuits, and one of the switches is a load resistor R for performing semi-active control.
Is connected to a resistance control unit 45 capable of switching the resistance value of the current control unit 56.
And a power supply 48 via a sign inverting unit 47. The controller 34 is connected to the switch switching unit 44, the resistance control unit 45, the current control unit 56, and the sign reversing unit 47, and stores a preset program for controlling them.

【0032】そこで、この制振装置6では、前記実施形
態の制振装置5と同様に車体の上下振動を減衰させるた
め、車体が揺れる方向にある場合、先ずそれを支えるよ
うに反対向きに伸縮反力Fを発生させる。即ち、コイル
23の移動により発生した誘導起電力を抵抗制御部45
の負荷抵抗Rで消費し、コイル23に電流を流してやる
ことで、そのコイル23と永久磁石24との間に振動に
対向する伸縮反力Fが発生されて制振が行われる。抵抗
制御部45では負荷抵抗Rが制御コントローラ43から
の指令値によって可変し、揺れを減衰させる最適な伸縮
反力Fが発生する。こうしたセミアクティブ制御は、前
記第1実施形態と同様である。
Therefore, in the vibration damping device 6, in order to attenuate the vertical vibration of the vehicle body similarly to the vibration damping device 5 of the above-described embodiment, when the vehicle body is in the swinging direction, first expand and contract in the opposite direction to support it. A reaction force F is generated. That is, the induced electromotive force generated by the movement of the coil 23 is
Is consumed by the load resistance R, and an electric current flows through the coil 23, so that an expansion / contraction reaction force F opposing the vibration is generated between the coil 23 and the permanent magnet 24, and the vibration is damped. In the resistance control unit 45, the load resistance R is varied according to a command value from the controller 43, and an optimal expansion / contraction reaction force F for attenuating the vibration is generated. Such semi-active control is the same as in the first embodiment.

【0033】一方、車体が戻る方向に移動する場合に
は、スイッチ切換部44の切り換え動作によって抵抗制
御部45が切り離され、セミアクティブ回路がアンロー
ド状態になり、コイル23にはアクティブ回路が接続さ
れる。そのため、電源48が接続され、コイル23を流
れる電流の向きが伸縮信号に基づく符号反転部47の制
御によって切り換えられる。そして、電流制御部46で
は負荷抵抗Rが制御コントローラ43からの指令値によ
って可変し、適切な電源電流がコイル23に流される。
従って、アクチュエータ20には揺れを減衰させるため
の適切な伸縮反力Fが能動的に発生し、これによってア
クティブ制御が行われる。
On the other hand, when the vehicle body moves in the returning direction, the resistance control unit 45 is disconnected by the switching operation of the switch switching unit 44, the semi-active circuit is unloaded, and the coil 23 is connected to the active circuit. Is done. Therefore, the power supply 48 is connected, and the direction of the current flowing through the coil 23 is switched by the control of the sign inverting unit 47 based on the expansion / contraction signal. Then, in the current control unit 46, the load resistance R is varied according to a command value from the control controller 43, and an appropriate power supply current is passed through the coil 23.
Therefore, an appropriate expansion / contraction reaction force F for attenuating the vibration is actively generated in the actuator 20, whereby active control is performed.

【0034】よって、本実施形態の制振装置6では、セ
ミアクティブとアクティブとを切り換えて常に振動を減
衰させるようにしたので、より高い制振性能を得ること
ができるようになった。また、こうしたアクティブ制御
に加えセミアクティブの際のパッシブ制御とで制振を行
うようにしたので、常にアクティブ制御で行うものにう
比べて消費電力を約半分にすることができ、省エネルギ
化を図った制振システムとすることができた。また、第
1実施形態のものと同様に、振動状態や外乱に対して適
切な減衰係数に切り換えることにより、効率よく力学エ
ネルギを散逸させることができる。電気的に制御が可能
な減衰ダンパであることから、減衰力の切り換における
応答性が良く、高速切り換えにより高周波振動の制振性
に優れた制振装置6とすることができた。更に、電気的
制御によるため、オイルダンパにおける作動流体のよう
な取り扱いの困難性はなく、メンテナンスのための作業
負荷が格段に低減されることとなった。
Therefore, in the vibration damping device 6 of the present embodiment, the vibration is always attenuated by switching between semi-active and active, so that higher vibration damping performance can be obtained. In addition to this type of active control, passive control during semi-active control is used to suppress vibration, so that power consumption can be reduced by half compared to control that is always performed using active control, and energy savings can be achieved. The intended vibration control system was achieved. Further, similarly to the first embodiment, the dynamic energy can be efficiently dissipated by switching to an appropriate damping coefficient for a vibration state or a disturbance. Since it is an electrically controllable damping damper, the damping device 6 has good responsiveness in switching the damping force, and has excellent damping performance of high-frequency vibration by high-speed switching. Furthermore, because of the electrical control, there is no difficulty in handling the working fluid in the oil damper, and the work load for maintenance is significantly reduced.

【0035】ところで、図2及び図3で示した各制振装
置5,6は、空気ばねや軸ばねの補助装置として用いら
れるものであるが、他の電磁式制振装置の一案として空
気ばねと一体にした形態のものを提案する。図4は、空
気ばね一体型の制振装置を示した断面図である。この制
振装置50は、中心に絞り51aが穿設された円盤部と
円筒部とからなるフェライト系の磁性体によって形成さ
れた芯部材51が配設され、その円筒部の周りにはコイ
ル52が巻回され、更に上面板53には芯部材51に対
して永久磁石54が固定されている。そこで、こうした
制振装置50によれば、コイルに所定方向の電流を流せ
ば発生する磁界によって芯部材51が磁化し、永久磁石
との間で吸引又は反発が行われ、空気圧調整による空気
ばね本来の減衰作用を補助する。従って、空気ばねが有
する空気の圧縮性による応答遅れなどの問題解消とな
る。
Each of the vibration damping devices 5 and 6 shown in FIGS. 2 and 3 is used as an auxiliary device for an air spring or a shaft spring. A type that is integrated with a spring is proposed. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a vibration damping device integrated with an air spring. In this vibration damping device 50, a core member 51 formed of a ferrite-based magnetic material including a disk portion and a cylindrical portion having a diaphragm 51a formed in the center is provided, and a coil 52 is provided around the cylindrical portion. Are wound, and a permanent magnet 54 is fixed to the upper surface plate 53 with respect to the core member 51. Therefore, according to such a vibration damping device 50, the core member 51 is magnetized by a magnetic field generated when a current in a predetermined direction is applied to the coil, and is attracted or repelled by the permanent magnet. Assists the damping action of Therefore, problems such as a response delay due to the compressibility of the air of the air spring can be solved.

【0036】以上、本発明に係る鉄道車両用制御装置に
ついて、第1、第2実施形態を例に挙げて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸
脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、先に
も述べたように実施形態で説明した上下方向の制振だけ
でなく、左右方向の制振に用いることも可能である。ま
た、車体と台車との間に取り付けられるアクチュエータ
も、実施形態で示す構成に限定されるものではない。
The railway vehicle control device according to the present invention has been described with reference to the first and second embodiments.
The present invention is not limited to this, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention. For example, as described above, it is possible to use not only the vertical vibration suppression described in the embodiment but also the horizontal vibration suppression. Further, the actuator attached between the vehicle body and the bogie is not limited to the configuration shown in the embodiment.

【0037】[0037]

【発明の効果】発明は、車体と台車との間の振動伝達部
分に配置される伸縮可能な一対の部材であって、その一
方にコイルを巻回して他方には永久磁石を保持した誘導
発電能力を持ったアクチュエータと、前記コイルにおけ
る誘導起電力の発生を検出して負荷抵抗の接続を制御す
る制御手段とを有し、振動を受けて発生した誘導起電力
を前記コイルに接続した所定抵抗値の負荷抵抗によって
消費することでそのコイルに電流を流し、前記永久磁石
の磁界の中で発生する力を当該アクチュエータの伸縮反
力にして振動を減衰させる構成としたので、従来のオイ
ルダンパに代わる制御性能を高めた鉄道車両用制御装置
を提供することが可能となった。
According to the present invention, there is provided a pair of expandable and contractable members arranged at a vibration transmitting portion between a vehicle body and a bogie, wherein one of the members is wound with a coil and the other holds a permanent magnet. An actuator having an ability, and control means for detecting the generation of induced electromotive force in the coil and controlling connection of a load resistor, wherein the induced electromotive force generated by vibration is connected to a predetermined resistance connected to the coil. The current is passed through the coil by consuming the load resistance of the value, and the force generated in the magnetic field of the permanent magnet is set to the expansion / contraction reaction force of the actuator to attenuate the vibration. It has become possible to provide a railway vehicle control device with improved control performance.

【0038】また、本発明は、車体と台車との間の振動
伝達部分に配置される伸縮可能な一対の部材であって、
その一方にコイルを巻回して他方には永久磁石を保持し
た誘導発電能力を持ったアクチュエータと、振動によっ
て発生した誘導起電力を前記コイルに接続した所定抵抗
値の負荷抵抗によって消費することでそのコイルに電流
を流し、前記永久磁石の磁界の中で発生する力を当該ア
クチュエータの伸縮反力にして振動を減衰させるセミア
クティブ制御回路と、前記コイルに電源を接続して所定
電流値の電流を流し、振動を減衰させる方向に能動的な
伸縮反力を発生させるアクティブ制御回路と、そのセミ
アクティブ制御回路とアクティブ制御回路とを切り換え
るスイッチ切換部とを備えた制御手段とを有する構成と
したので、従来のオイルダンパに代わる制御性能を高め
た鉄道車両用制御装置を提供することが可能となった。
Further, the present invention provides a pair of expandable and contractable members arranged at a vibration transmitting portion between a vehicle body and a bogie,
An actuator having an inductive power generation capability in which a coil is wound on one side and a permanent magnet is held on the other side, and an induced electromotive force generated by vibration is consumed by a load resistance having a predetermined resistance value connected to the coil. A semi-active control circuit that applies a current to the coil and attenuates vibration by using a force generated in the magnetic field of the permanent magnet as an expansion / contraction reaction force of the actuator, and connects a power supply to the coil to generate a current having a predetermined current value. Since it has a configuration having an active control circuit for generating an active expansion / contraction reaction force in the direction of flowing and attenuating vibration, and control means including a switch switching unit for switching between the semi-active control circuit and the active control circuit. Thus, it has become possible to provide a railway vehicle control device with improved control performance replacing the conventional oil damper.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る鉄道車両用制御装置を鉄道車両に
取付けた状態を示した概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a state in which a railway vehicle control device according to the present invention is mounted on a railway vehicle.

【図2】本発明に係る鉄道車両用制御装置の第1実施形
態を示したブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of a railway vehicle control device according to the present invention.

【図3】本発明に係る鉄道車両用制御装置の第2実施形
態を示したブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the railway vehicle control device according to the present invention.

【図4】空気ばね一体型の制振装置を示した断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a vibration damping device integrated with an air spring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5,6 鉄道車両用制御装置 20 アクチュエータ 21 上枠 22 下枠 23 コイル 24 永久磁石 31 加速度センサ 32 伸縮判断部 33 制御コントローラ 34 抵抗制御部 35 スイッチ切換部 5, 6 Railway vehicle control device 20 Actuator 21 Upper frame 22 Lower frame 23 Coil 24 Permanent magnet 31 Acceleration sensor 32 Expansion / contraction judging unit 33 Control controller 34 Resistance control unit 35 Switch switching unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車体と台車との間の振動伝達部分に配置
される伸縮可能な一対の部材であって、その一方にコイ
ルを巻回して他方には永久磁石を保持した誘導発電能力
を持ったアクチュエータと、 前記コイルにおける誘導起電力の発生を検出して負荷抵
抗の接続を制御する制御手段とを有し、 振動を受けて発生した誘導起電力を前記コイルに接続し
た所定抵抗値の負荷抵抗によって消費することでそのコ
イルに電流を流し、前記永久磁石の磁界の中で発生する
力を当該アクチュエータの伸縮反力にして振動を減衰さ
せるものであることを特徴とする鉄道車両用制御装置。
1. A pair of expandable and contractable members disposed at a vibration transmitting portion between a vehicle body and a bogie, wherein one of the members has a coil wound around the other and a permanent magnet held on the other, and has an induction power generation capability. And a control means for detecting the generation of an induced electromotive force in the coil and controlling the connection of a load resistor, wherein the induced electromotive force generated by the vibration is connected to the coil with a predetermined resistance value. A control device for a railway vehicle, wherein current is passed through the coil when consumed by resistance, and a force generated in a magnetic field of the permanent magnet is made a reaction force of expansion and contraction of the actuator to attenuate vibration. .
【請求項2】 請求項1に記載の鉄道車両用制御装置に
おいて、 前記制御手段は、車体の振動における絶対加速度を検出
する加速度センサと、前記アクチュエータの伸縮状況を
前記誘導起電力の向きから判断する伸縮判断部と、前記
負荷抵抗の抵抗値を任意に切り換え可能な抵抗制御部
と、前記負荷抵抗とコイルとの接続及び切り離しを行う
スイッチ切換部と、前記加速度センサ及び伸縮判断部か
らの信号に基づいて前記抵抗制御部及びスイッチ切換部
を動作させる制御コントローラとを有することを特徴と
する鉄道車両用制御装置。
2. The control device for a railway vehicle according to claim 1, wherein the control unit determines an expansion / contraction state of the actuator based on a direction of the induced electromotive force. Expansion and contraction determination unit, a resistance control unit that can arbitrarily switch the resistance value of the load resistance, a switch switching unit that connects and disconnects the load resistance from the coil, and signals from the acceleration sensor and the expansion and contraction determination unit. A control device for a railway vehicle, comprising: a control controller that operates the resistance control unit and the switch switching unit based on the control.
【請求項3】 車体と台車との間の振動伝達部分に配置
される伸縮可能な一対の部材であって、その一方にコイ
ルを巻回して他方には永久磁石を保持した誘導発電能力
を持ったアクチュエータと、 振動によって発生した誘導起電力を前記コイルに接続し
た所定抵抗値の負荷抵抗によって消費することでそのコ
イルに電流を流し、前記永久磁石の磁界の中で発生する
力を当該アクチュエータの伸縮反力にして振動を減衰さ
せるセミアクティブ制御回路と、前記コイルに電源を接
続して所定電流値の電流を流し、振動を減衰させる方向
に能動的な伸縮反力を発生させるアクティブ制御回路
と、そのセミアクティブ制御回路とアクティブ制御回路
とを切り換えるスイッチ切換部とを備えた制御手段とを
有することを特徴とする鉄道車両用制振装置。
3. A pair of expandable and contractable members arranged at a vibration transmitting portion between a vehicle body and a bogie, wherein one of the members has a coil wound around the other and a permanent magnet holding an induction power generating capability. And an induced electromotive force generated by the vibration is consumed by a load resistance having a predetermined resistance value connected to the coil, so that a current flows through the coil, and a force generated in a magnetic field of the permanent magnet is generated by the actuator. A semi-active control circuit that attenuates vibration by an expansion / contraction reaction force, and an active control circuit that connects a power supply to the coil to flow a current of a predetermined current value, and generates an active expansion / contraction reaction force in a direction to attenuate the vibration. And a control means having a switch switching unit for switching between the semi-active control circuit and the active control circuit.
【請求項4】 請求項3に記載の鉄道車両用制御装置に
おいて、 前記制御手段は、前記セミアクティブ制御回路には、前
記負荷抵抗の抵抗値を任意に切り換え可能な抵抗制御部
が、アクティブ制御回路には、前記電源に接続され、電
流の流れる向きを反転する符号反転部と、前記電源から
任意の電流値の電流を得るための電流制御部とが設けら
れ、 車体の振動における絶対加速度を検出する加速度センサ
と、前記アクチュエータの伸縮状況をストロークから検
出する伸縮センサと、その加速度センサ及び伸縮センサ
からの信号に基づいて前記抵抗制御部、符号反転部、電
流制御部及びスイッチ切換部を任意に動作させる制御コ
ントローラとを有することを特徴とする鉄道車両用制振
装置。
4. The control device for a railway vehicle according to claim 3, wherein the control means includes: a resistance control unit capable of arbitrarily switching a resistance value of the load resistance in the semi-active control circuit; The circuit is provided with a sign reversing unit connected to the power supply for reversing the direction of current flow, and a current control unit for obtaining a current of an arbitrary current value from the power supply, and an absolute acceleration in vibration of the vehicle body is provided. An acceleration sensor for detecting, an expansion / contraction sensor for detecting the expansion / contraction state of the actuator from a stroke, and the resistance control unit, the sign inversion unit, the current control unit, and the switch switching unit based on signals from the acceleration sensor and the expansion / contraction sensor. A railway vehicle vibration damping device, comprising:
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