JP2002316641A - 鉄道車両の車体傾斜制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲線通過時の車体傾斜角を大きくし、乗り心
地の向上を図る。 【解決手段】 車体１と台車枠２の間にトーションバー
１２、レバー１３Ｌ，１３Ｒ、リンク１１Ｌ，１１Ｒか
らなるリンクトーションバー１０が配置されている。こ
の構成において、遠心力が作用すると車体１は左右変位
に伴い、ロール角変位し、曲線の外軌側の空気ばね７Ｌ
は伸長し、曲線の内軌側の空気ばね７Ｒは縮小する。制
御装置２３は軌道情報データ２４を参照して現在の走行
位置を把握し、傾斜動作を行う緩和曲線を走行している
状態では切替弁２２を開いて左右の空気ばねを連通させ
る。この場合、空気ばねの復元力が作用しないため車体
傾斜角を大きくさせ、乗り心地を良くすることができ
る。また、傾斜動作を行わない軌道を走行している状態
では切替弁２２を閉じて左右の空気ばねを分割させ、空
気ばねの復元力、減衰力を作用させる。これにより、振
動を減衰させ乗り心地を良くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両におい
て、曲線走行時の乗り心地を向上させるために車体を傾
斜させる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道車両の曲線軌道を高速に通過
する技術として、車体傾斜技術がある。車体傾斜技術は
曲線走行時に車体を曲線内向きに傾斜させ、車体床面を
基準とする重力加速度の曲線内向き成分を増加させるこ
とにより、曲線外向きの超過遠心加速度を相殺させ、高
速走行時に乗客が体感する曲線外向きの定常左右加速度
を低減し、乗り心地を向上させるものである。また、鉄
道車両では車体を空気ばねによって支持し、空気ばねの
ばね作用、減衰作用により台車から車体に伝達する振動
を低減し、乗り心地を良い状態に保っている。

【０００３】一般の車体傾斜方式としてはコロ式振子装
置が多く用いられている。コロ式振子装置を用いている
車両は、車体と台車の間にコロにより支持される振子梁
を配置し、曲線通過時に遠心力により振子梁をロールさ
せることにより車体傾斜させる方式である。コロ式振子
車両では、遠心力による自然振子効果により車体を傾斜
させるため、確実に車体傾斜動作を実現できる。しか
し、この方式の場合、振子梁を必要とするため車両重量
が大きくなる欠点がある。

【０００４】そこで、図５に示すような車体傾斜方式が
考えられている。この方式では、台車枠２の左右両側端
部には空気ばね７Ｌ，７Ｒが設けられ、車体１は空気ば
ね７Ｌ，７Ｒによって支持されている。車体１の幅方向
にはトーションバー１２が配置されており、トーション
バー１２の両端にはレバー１３Ｌ，１３Ｒが固定されて
いる。レバー１３Ｌ，１３Ｒの端部と台車枠２はリンク
１１Ｌ，１１Ｒにより連結されている。リンク１１Ｌ，
１１Ｒは、上端ＡとＢ間の距離が下端ＣとＤ間の距離よ
り小さくなるように、台車幅方向に対して角度を有した
状態で斜め方向に配置されている。このようにトーショ
ンバー１２と、レバー１３Ｌ，１３Ｒと、リンク１１
Ｌ，１１Ｒを組み合わせてリンクトーションバー１０が
構成されている。

【０００５】リンクトーションバー１０は車体と台車間
に配置され、車体と台車の左右方向の相対変位に対して
は、図５のように機能する。曲線通過時等に車体重心点
ＣＧに遠心力が矢印ＦＣ向きに作用すると、車体１は台
車枠２に対して矢印ＹＣ向きに左右相対変位する。この
とき、斜めに配置されたリンク１１Ｌは点Ｃを中心に回
転し、リンク１１Ｌと車体１の接続点Ａは、端点Ａより
高い位置の点Ａ’に移動する。同様にリンク１１Ｒは点
Ｄを中心に回転し、リンク１１Ｒと車体１の接続点Ｂ
は、点Ｂより低い位置の点Ｂ’に移動する。その結果、
車体１は矢印ＲＣ向きにロール角変位し、車体傾斜する
ようになる。

【０００６】以上のように、遠心力により車体１が左右
変位すると同時に車体傾斜するため、車体の左右加速度
を低減し、常に乗り心地を良くできる。また、本方式で
はリンクの付加のみにより車体傾斜機能が得られ、コロ
式のように振子梁を必要としないため、車両を軽量化す
ることができる。

【０００７】しかし、上記車体傾斜方式では以下のよう
な問題点がある。この方式では走行中に空気ばねにより
車体１の上下方向およびロール方向荷重の支持を行う。
図５に示すように矢印ＲＣ向きに車体傾斜する場合に
は、外側の空気ばね７Ｌが伸長し、復元力として矢印Ａ
Ｌの向きの力が車体に作用する。一方、内側の空気ばね
７Ｒは縮小し、復元力として矢印ＡＲの向きの力が車体
１に作用する。この空気ばね上下力は車体ロール方向に
矢印ＲＣＣ向きのモーメントを生成し、傾斜動作を妨げ
る。その結果、十分な車体傾斜角が得られず、乗り心地
が悪化する。

【０００８】上記の問題点を解決する方式として、特開
平１０−１９４１１９号公報に示すものがある。この方
式では連通弁を有する配管で左右の空気ばねを接続する
構造となっており、曲線において車体傾斜動作をする場
合に、左右の空気ばねに配置した圧力センサより空気ば
ねの内圧を測定し、傾斜動作時に縮小させる空気ばねの
内圧が、伸長させる空気ばねの内圧より大きい場合に左
右の空気ばねを連通させる。この場合、連通させること
により、空気ばねが伸縮しても空気ばねの内圧は変化し
ないため、空気ばね復元力が作用しない状態で車体傾斜
することが可能となる。その結果、車体傾斜角を大きく
することができ、乗り心地を良くすることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に示された従
来の方式は、曲線通過中に左右空気ばねの内圧を検出
し、左右の空気ばねの内圧の大小関係により、左右の空
気ばねを連通させるか、連通させない非連通状態するか
を判定して、車体傾斜制御するものであった。

【００１０】しかしながら、この方式では走行中に内圧
情報のみより連通、非連通の判定を行って車体傾斜制御
するため、以下に示すように車体傾斜角を大きくできな
いという問題がある。車両が入口緩和曲線を通過する場
合、前台車では伸長する外軌側の空気ばねの内圧が縮小
する内軌側の空気ばねの内圧より大きくなっており、上
記従来の方式では前台車においては左右の空気ばねを連
通させないことになる。一方、後台車では縮小する内軌
側の空気ばねの内圧が伸長する外軌側の空気ばねの内圧
より大きくなっており、上記従来の方式では後台車にお
いては左右の空気ばねを連通させることになる。このよ
うに上記従来の方式では、入口緩和曲線では後台車にお
いては空気ばねを連通させるが、前台車においては空気
ばねを連通させない。そのため、前台車では空気ばねの
復元力が作用し、車体傾斜角が大きくならない。

【００１１】また、上記従来の方式では、車体傾斜動作
させる場合に左右の空気ばねを連通させるものであり、
傾斜動作をさせない場合の連通、非連通の切替について
は考慮されていない。そのため、例えば傾斜動作をさせ
ない直線走行時や曲線の一定曲線半径走行時に外乱等が
加わり空気ばねが伸縮すると、内圧の大小関係により空
気ばねが連通する。そのとき、空気ばねの復元力および
減衰力が作用せず、車両に外乱が加わった場合には振動
が減衰せず乗り心地が悪くなるという問題がある。

【００１２】本発明の目的は、傾斜動作を行う場合に左
右の空気ばねを確実に連通させて、傾斜動作時の空気ば
ねの復元力をなくすことにより、車体傾斜角を大きく
し、かつ、軽量で簡単な車体傾斜制御装置を提供するこ
とである。

【００１３】また、本発明の他の目的は、傾斜動作をし
ない場合には左右の空気ばねを連通させない非連通状態
にして、乗り心地を良い状態を保ち、かつ車体のロール
角が過大となるのを回避できる車体傾斜制御装置を提供
することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、台車の左右両側端部に設けられた空気ば
ねで車体が支持され、かつ車体と台車とがリンクトーシ
ョンバーによって連結され、リンクトーションバーは、
車体の幅方向に沿って配置されたトーションバーと、ト
ーションバーの両端に固定されたレバーと、各レバーの
端部に接続され車体に近い方の端点間距離が台車に近い
方の端点間距離よりも短くなるよう斜めに配置された２
つのリンクとを有し、車体に遠心力が加わると、リンク
トーションバーは変形し台車に対する車体のロール角を
変化させて、車体傾斜動作を行う鉄道車両の車体傾斜制
御装置において、左右の空気ばねを連通する空気通路を
形成する配管と、空気通路を開閉する切替弁と、切替弁
を開閉制御する制御装置とを備え、制御装置は、車体傾
斜動作を行う場合に切替弁を開とし、車体傾斜動作を行
わない場合に切替弁を閉とすることを特徴としている。

【００１５】より具体的には、本発明は、上記と同様な
構成の鉄道車両の車体傾斜制御装置において、左右の空
気ばねを連通する空気通路を形成する配管と、空気通路
を開閉する切替弁と、切替弁を開閉制御する制御装置
と、車両の現在の走行位置を算出する地点検出装置と、
軌道形状および曲線における走行速度である曲線通過設
定速度を記録した軌道情報データとを備え、制御装置
は、地点検出装置で算出した車両の現在の走行位置デー
タと軌道情報データを取り込んで、その取り込んだ２つ
のデータを照合することにより、車両が現在軌道のどの
部分を走行しているかを判定し、曲線の緩和曲線部を走
行しているときは切替弁を開とし、直線部または曲線の
一定半径曲線部を走行しているときは切替弁を閉とする
ことを特徴としている。

【００１６】上記構成によれば、傾斜操作を行う緩和曲
線において確実に左右の空気ばねを連通させ、空気ばね
の復元力が作用しない状態で車体傾斜動作をさせること
ができる。その結果、ロール角を大きくし、乗り心地を
良くすることができる。また、傾斜動作をしない場合に
は、切替弁を閉とするため、空気ばね復元力、減衰力を
車体に作用させ、乗り心地を良くすることができる。

【００１７】また、本発明は、上記と同様な構成の鉄道
車両の車体傾斜制御装置において、左右の空気ばねを連
通する空気通路を形成する配管と、左右の空気ばねの内
圧差が設定差圧以上の場合に空気通路を開とし、内圧差
が設定差圧未満の場合に空気通路を閉とする差圧弁と、
差圧弁の設定差圧を調節する差圧制御装置と、車両の現
在の走行位置を算出する地点検出装置と、軌道形状およ
び曲線における走行速度である曲線通過設定速度を記録
した軌道情報データとを備え、差圧弁の設定差圧とし
て、第１の設定差圧と、この第１の設定差圧よりも小さ
い第２の設定差圧が用意され、差圧制御装置は、地点検
出装置で算出した車両の現在の走行位置データと軌道情
報データを取り込んで、その取り込んだ２つのデータを
照合することにより、車両が現在軌道のどの部分を走行
しているかを判定し、直線部または曲線の一定半径曲線
部を走行しているときは設定差圧を第１の設定差圧に調
節し、曲線の緩和曲線部を走行しているときは設定差圧
を第２の設定差圧に調節することを特徴としている。

【００１８】上記構成によれば、傾斜操作を行う緩和曲
線において確実に左右の空気ばねを連通させ、傾斜動作
をしない場合には左右の空気ばねを連通させない状態に
することができる。これにより、上記と同様に乗り心地
を良くすることができる。

【００１９】また、本発明は、上記と同様な構成の鉄道
車両の車体傾斜制御装置において、左右の空気ばねを連
通する空気通路を形成する配管と、空気通路を開閉する
切替弁と、切替弁を開閉制御する制御装置と、左右の空
気ばねの上下変位を検出する高さ検出器と、車両の現在
の走行位置を算出する地点検出装置と、軌道形状および
曲線における走行速度である曲線通過設定速度を記録し
た軌道情報データとを備え、制御装置は、高さ検出器で
検出した左右の空気ばねの上下変位データを取り込ん
で、その上下変位データと左右の空気ばねの間隔より車
体のロール角を算出し、さらに地点検出装置で算出した
現在の車両の走行位置データと軌道情報データを取り込
んで、その取り込んだ２つのデータを照合することによ
り、現在走行している軌道の曲線半径、カント、曲線通
過設定速度を算出するとともに、曲線半径、カントおよ
び曲線通過設定速度より目標傾斜角を定め、車両が曲線
の入口緩和曲線部を走行しているとき、ロール角が目標
傾斜角以上の場合は切替弁を閉とし、ロール角が目標傾
斜角未満の場合は切替弁を開とする一方、車両が曲線の
出口緩和曲線部を走行しているとき、ロール角が目標傾
斜角以上の場合は切替弁を開とし、ロール角が目標傾斜
角未満の場合は切替弁を閉とすることを特徴としてい
る。

【００２０】上記構成によれば、車体のロール角を目標
傾斜角に追従させることできる。その結果、より正確な
傾斜動作が可能となり、乗り心地を良くすることが可能
となる。

【００２１】さらに、本発明は、上記と同様な構成の鉄
道車両の車体傾斜制御装置において、左右の空気ばねを
連通する空気通路を形成する配管と、空気通路を開閉す
る切替弁と、切替弁を開閉制御する制御装置と、車体床
面を基準とする車体左右方向の加速度を測定する加速度
センサと、現在の車両の走行位置を算出する地点検出装
置と、軌道形状および曲線における走行速度である曲線
通過設定速度を記録した軌道情報データとを備え、制御
装置は、地点検出装置で算出した現在の車両の走行位置
データと軌道情報データを取り込んで、その取り込んだ
２つのデータを照合することにより、現在走行している
軌道の曲線半径、カント、曲線通過設定速度を算出する
とともに、曲線半径、カントおよび曲線通過設定速度よ
り目標加速度を定め、さらに加速度センサで測定した車
体左右方向の加速度を取り込んで、車両が曲線の入口緩
和曲線部を走行しているとき、車体左右方向の加速度が
目標加速度以上の場合は切替弁を開とし、車体左右方向
の加速度が目標加速度未満の場合は切替弁を閉とする一
方、車両が曲線の出口緩和曲線部を走行しているとき、
車体左右方向の加速度が目標加速度以上の場合は切替弁
を閉とし、車体左右方向の加速度が目標加速度未満の場
合は切替弁を開とすることを特徴としている。

【００２２】上記構成によれば、車体左右方向の加速度
を目標加速度に追従させることできる。その結果、より
正確な傾斜動作が可能となり、乗り心地を良くすること
が可能となる。

【００２３】また本発明では、車体傾斜動作を行わせる
アクチュエータを取り付け、アクチュエータが駆動して
いるときには、切替弁を開もしくは差圧弁の設定差圧を
第２の設定差圧に制御しても良い。このようにすれば、
傾斜動作時のアクチュエータの駆動力を小さくすること
ができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。 （実施の形態１）まず、本発明の実施の形態１による鉄
道車両の車体傾斜制御装置について説明する。図１は鉄
道車両が曲線を通過している状態を示す図、図２はリン
クトーションバー１０の構造を示す斜視図である。図１
において、１は車体で、２は台車枠、３は輪軸である。
輪軸３は軸ばね６を介して台車枠２に支持されている。
台車枠２と車体１間には空気ばね７Ｌ，７Ｒが設けら
れ、空気ばね７Ｌ，７Ｒによって車体１は台車枠２に対
して弾性支持されている。また台車枠２と車体１間には
リンクトーションバー１０が設けられている。リンクト
ーションバー１０は、リンク１１Ｌ，１１Ｒ、トーショ
ンバー１２、およびレバー１３Ｌ，１３Ｒから構成され
ている。

【００２５】図２はリンクトーションバー１０の詳細構
造を示している。トーションバー１２は車体１の幅方向
に配置され、その両端は車体１の下部に設置されたブラ
ケット１４に軸受け（図示省略）を介して回転自在に支
持されている。トーションバー１２の両端部にはレバー
１３Ｌ，１３Ｒがそれぞれ固定され、またレバー１３
Ｌ，１３Ｒには球面軸受け１６を介してリンク１１Ｌ，
１１Ｒの上端部が連結されている。リンク１１Ｌ、１１
Ｒの下端部は球面軸受け１５を介して台車枠２に連結さ
れている。

【００２６】上記構成のリンクトーションバー１０は、
車体と台車間の上下方向およびロール方向の相対変位に
対して、以下に述べるように従来のアンチロールバーと
同じ機能を有している。

【００２７】まず、車体と台車間のロール方向の相対変
位に対して、リンクトーションバー１０は車体を弾性支
持する機能を備えている。例えば、台車枠２が図２の矢
印ＲＣ方向にロール角変位する場合は、レバー１３Ｌは
リンク１１Ｌに押されて矢印ＵＣ向きに変位し、レバー
１３Ｒはリンク１１Ｒに引っ張られて矢印ＤＤ向きに変
位する。その結果、トーションバー１２の両端にはレバ
ー１３Ｌとレバー１３Ｒから逆向きのねじりモーメント
が加わるため、トーションバー１２においてねじれ変形
が生じる。このトーションバー１２におけるねじれ変形
による復元力は、レバー１１Ｌを矢印ＤＣ向きに押し、
レバー１１Ｒを矢印ＵＤ向きに押す力となる。この力は
リンク１１Ｌ，１１Ｒを介して台車枠２を矢印ＲＣＣ向
きに押し返す復元力となる。

【００２８】また、車体と台車間の上下方向の相対変位
に対して、リンクトーションバー１０は車体の上下変位
を台車に伝達しない機能を備えている。例えば、台車枠
２が図２の矢印ＵＳ方向の変位する場合は、レバー１３
Ｌはリンク１１Ｌに押されて矢印ＵＣ向きに変位し、レ
バー１３Ｒはリンク１１Ｒに押されて矢印ＵＤ向きに変
位する。このときトーションバー１２にはねじれ変形が
生じない。このため、レバー１３Ｌ，１３Ｒには反力は
生じず、台車枠２の上下変位に対する復元力は発生しな
い。

【００２９】なお、図２に示したリンクトーションバー
１０では、レバー１３Ｌ，１３Ｒはリンク１１Ｌ，１１
Ｒの車体側に球面軸受け１６を介して配置されたもので
あったが、図３に示すように、レバー１３Ｌ，１３Ｒを
リンク１１Ｌ，１１Ｒの台車側に球面軸受け１５を介し
て接続し、トーションバー１２およびブラケット１４を
台車枠２側に配置したものも同様の作用効果が得られ
る。

【００３０】次に、図１を用いて、空気ばね部の周辺の
構成を説明する。空気ばね７Ｌ，７Ｒは車体１の左右に
それぞれ配置され、空気ばね７ｌは空気ばね本体８Ｌお
よび補助タンク９Ｌにより、空気ばね７Ｒは空気ばね本
体８Ｒおよび補助タンク９Ｒによりそれぞれ構成されて
いる。空気ばね７Ｌと空気ばね７Ｒは配管２１で接続さ
れ、この配管２１の途中には切替弁２２が設けられてい
る。

【００３１】車両の走行速度は速度検出装置２６により
測定される。地点検出装置２５は速度検出装置２６から
得られる速度を積算して車両の現在の走行位置を算出す
る。軌道情報データ２４には、軌道のどの地点が直線
部、入口緩和曲線部、出口緩和曲線部、一定半径曲線部
により構成されているかが記録されている。さらに曲線
部に関しては、カント、曲線半径の情報と、あらかじめ
設定された曲線における走行速度である曲線通過設定速
度と、車体傾斜動作をする曲線がどの曲線であるかが記
録されている。車体傾斜動作をする曲線は走行条件に応
じて決定する。例えば曲線通過設定速度、曲線半径、カ
ント、軌間より定まる超過遠心加速度が許容加速度より
大きくなる曲線を車体傾斜動作をする曲線としても良
い。

【００３２】軌道情報データ２４と、速度検出装置２６
から得られる走行速度データと、地点検出装置２５から
算出される車両の現在の地点情報は、制御装置２３に入
力される。制御装置２３は軌道情報データ２４と現在の
走行位置を照合することにより、現在、軌道のどの地点
を走行しているのかを判定する。ここで地点検出装置２
５においては、軌道に沿って設置される位置検出器から
の情報を用いて、車両の現在の走行位置を補正すること
により、より高い精度で現在走行位置を算出することが
可能となる。

【００３３】また、空気ばね７Ｌと空気ばね７Ｒは、配
管２１とは別系統の第２の配管３１で接続されている。
配管３１の途中には差圧弁３２が設けられ、この差圧弁
３２は左右の空気ばね７Ｌ，７Ｒ間の差圧が設定値より
大きいときに開となる。

【００３４】次に、車両が走行している状態での本実施
の形態の動作を図４を用いて説明する。直線部を走行し
ている場合は、制御装置２３は軌道情報データ２４と地
点検出装置２５の情報をもとに直線部を走行していると
判定し、切替弁２２を閉の状態にする。その結果、左右
の空気ばね７Ｌ，７Ｒは分割され、連通していない非連
通状態になる。この状態で図４のように矢印ＲＣ向きに
車体１がロール角変位する場合、左の空気ばね７Ｌは伸
びた状態のため内圧が低くなり、右の空気ばね７Ｒは縮
んだ状態であるため内圧が高くなる。そして、空気ばね
７Ｌからは車体１に対して矢印ＡＬ向きの力が増加し、
空気ばね７Ｒからは車体１に対して矢印ＡＲ向きの力が
増加する。その結果、車体１には矢印ＲＣＣ向きの復元
モーメントが生成される。そのため、車体１は矢印ＲＣ
向きのロール角変位に対して、空気ばねによるばね復元
力を受け、矢印ＲＣＣ向きに戻される。またこのとき、
空気ばね本体８Ｌ，８Ｒと補助タンク９Ｌ，９Ｒ間の絞
りの効果により、空気ばね上下方向に減衰力が作用す
る。

【００３５】以上のように、左右の空気ばね７Ｌ，７Ｒ
を非連通にすることにより、直線走行時に空気ばねに復
元力および減衰力を発生させ、外乱力に対して中立状態
を保ち、左右およびロール方向の振動を減衰させ、乗り
心地が良い状態を保つことが可能となる。

【００３６】次に車両が直線部から入口緩和曲線部に進
入すると、制御装置２３は、軌道情報データ２４と地点
検出装置２５の情報をもとに、現在走行している曲線が
傾斜動作を行う曲線であるかを判定する。現在走行して
いる曲線が車体傾斜動作を行う曲線でない場合は直線部
の状態を維持し、切替弁２２を閉の状態に保ったままで
走行する。一方、現在走行している曲線が車体傾斜動作
を行う曲線の場合は曲線通過中に以下の示すように車体
傾斜制御を行う。

【００３７】まず制御装置２３は、軌道情報データ２４
と地点検出装置２５の情報をもとに、入口緩和曲線部を
走行していると判定する。制御装置２３はこの判定結果
に基づき切替弁２２を開の状態し、左右の空気ばね７Ｌ
と７Ｒを連通させる。入口緩和曲線部を走行中に図４に
示すように車体１に作用する遠心力ＦＣが増加し、車体
１は矢印ＹＣ向きに左右変位する。ここで図４は右カー
ブを通過している状態を後ろから見た図を示しており、
図の左側が曲線の外軌側となり、右側が曲線の内軌側と
なる。

【００３８】車体１は、図５に示したように、リンクト
ーションバー１０により車体左右変位と同時に矢印ＲＣ
向きにロール角変位する。その結果、外軌側の空気ばね
７Ｌは伸長した状態、内軌側の空気ばね７Ｒは縮小した
状態になる。ここで左右の空気ばね７Ｌ，７Ｒを連通さ
せているため、配管２１内を空気が矢印Ａ向きに移動
し、左右の空気ばね７Ｌ，７Ｒの内圧を同一に保つこと
が可能になる。その結果、空気ばねの上下方向には車体
を矢印ＲＣ向きに車体傾斜させる動作に対するロール抵
抗モーメント、すなわち復元力は生成されない。そのた
め、車体１は空気ばねの復元力を受けることなく、車体
傾斜角を大きくすることができ、その結果、人間が感じ
る左右加速度を低減し乗り心地が良い状態を保つことが
できる。

【００３９】入口緩和曲線部を通過して一定半径曲線部
に進入すると、制御装置２３は一定半径曲線部を走行し
ていると判定して、切替弁２２を閉の状態にする。これ
により、左右の空気ばね７Ｌ，７Ｒは分割される。この
状態では、空気ばね７Ｌ，７Ｒには上下方向の復元力お
よび減衰力が作用するため、振動は減衰し、乗り心地の
良い状態を保つことができる。

【００４０】さらに走行して出口緩和曲線部の進入する
と、制御装置２３は出口緩和曲線部を走行していると判
定し、切替弁２２を開の状態し、左右の空気ばね７Ｌ，
７Ｒを連通させる。出口緩和曲線部では、遠心力の減少
に伴い車体は矢印ＹＣＣ向きに左右変位すると同時に矢
印ＲＣＣ向きへロール角変位する。その結果、外軌側の
空気ばね７Ｌは縮小し、内軌側の空気ばね７Ｒは伸長す
る。ここで左右の空気ばね７Ｌ，７Ｒを連通させている
ため、空気ばね７Ｌ，７Ｒの内圧を同一に保つことが可
能になる。このため、傾斜動作中に空気ばね復元力が発
生しないようにすることができる。その結果、車体１を
直立した状態に戻すことが可能になる。

【００４１】上記のように、本実施の形態では、入口緩
和曲線部および出口緩和曲線部において切替弁２２を開
にする。しかし、遠心力に対して車体傾斜動作の応答が
遅れ、入口緩和曲線部から一定半径曲線部に進入した時
に、車体ロール角が変化し続けていて、傾斜動作が終了
していない場合がある。この状態で切替弁２２を閉にす
ると、車体傾斜角が足りず、一定半径曲線部での乗り心
地が悪くなる。また、出口緩和曲線部から直線部に戻っ
た時には、傾斜動作が終了していない場合があり、この
状態で切替弁２２を閉にすると車体１が直立状態に戻ら
ないことになる。

【００４２】そこで、本実施の形態では、入口緩和曲線
部においては、切替弁を開とする区間を車両の進行方向
に沿って一定半径曲線部の一部まで延長し、また出口緩
和曲線部においても、切替弁を開とする区間を車両の進
行方向に沿って直線部の一部まで延長するようにする。
これにより、車体相対ロール角が変化する時間を長くす
ることができる。その結果、車体傾斜動作の応答が遅れ
た場合でも、入口緩和曲線部において車体ロール角を大
きい状態で傾斜させ、また出口緩和曲線部において車体
ロール角をより確実に車体が直立した状態に戻すことが
可能となる。

【００４３】なお、入口緩和曲線部および出口緩和曲線
部において切替弁２２を開とする区間は、上記のように
車両の進行方向に延長するだけでなく進行方向と逆向き
に、つまり、入口緩和曲線部においては入口緩和曲線直
前の直線部の一部まで、また出口緩和曲線部においては
出口緩和曲線直前の一定半径曲線部の一部までそれぞれ
延長するようにしても良い。

【００４４】また、本実施の形態による鉄道車両の車体
傾斜制御装置には、図６に示すように、車体１と台車２
との間に左右方向に伸縮するアクチュエータ７２と、ア
クチュエータ７２を制御する傾斜制御装置７４とを設け
ることができる。そして、車両の走行中、軌道情報デー
タ２４と、速度検出装置２６から得られる走行速度デー
タと、地点検出装置２５から算出される現在の地点情報
を傾斜制御装置７４に入力する。傾斜制御装置７４は、
入力された情報をもとに傾斜指令をアクチュエータ７２
に送り、アクチュエータ７２を駆動させる。また、アク
チュエータ７２を駆動させている時に、制御装置７３は
切替弁２２を開にし、空気ばね７Ｌ，７Ｒを連通させ
る。これにより、空気ばね復元力を受けない状態で傾斜
動作ができ、アクチュエータ７２の駆動力が小さい状態
で車体傾斜させることが可能となる。また、アクチュエ
ータ７２を駆動させていない時には、切替弁２２を閉に
し、空気ばねの復元力、減衰力を作用させて乗り心地を
良くさせても良い。

【００４５】また、本実施の形態による鉄道車両の車体
傾斜制御装置には、図７に示すように、伸縮してリンク
８１Ｌ，８１Ｒの長さをそれぞれ変更するアクチュエー
タ８２Ｌ，８２Ｒと、アクチュエータ８２Ｌ，８２Ｒを
制御する傾斜制御装置８４とを設けることができる。こ
こで、リンク８１Ｌ，８１Ｒはリンクトーションバー１
０を構成する部材の一つである。このような構成におい
て、車体傾斜動作を行うときには切替弁２２を開にする
ことにより、上記アクチュエータ７２を用いる場合と同
様の効果が得られる。この場合、曲線外軌側への車体の
左右移動量は小さいので輪重の変動が小さい状態で車体
を傾斜させることが可能となる。

【００４６】なお、上記アクチュエータ７２，８２Ｌ，
８２Ｒとしては、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、モー
タとボールネジによる並進送り機構などを用いることが
できる。

【００４７】また、上記アクチュエータ７２，８２Ｌ，
８２Ｒを設けた場合も、これらのアクチュエータを駆動
する区間および切替弁２２を開とする区間を、入口緩和
曲線部においては直線部の一部まで進行方向と逆向きに
延長し、また、出口緩和曲線部においては一定半径曲線
部の一部まで進行方向と逆向きに延長することができ
る。これより、入口緩和曲線進入時および出口緩和曲線
進入時に先取りしてアクチュエータを駆動し、車体の傾
斜動作の遅れを無くすことが可能となる。

【００４８】また、本実施の形態では、車両が停車した
状態あるいは低速走行状態では、あらかじめ設定速度を
定め、速度検出装置２６から得られる走行速度がゼロも
しくは設定速度値より低い場合に、制御装置２３が切替
弁２２を閉の状態にする。切替弁２２を閉の状態にする
ことにより、左右の空気ばねが分割され、空気ばね上下
方向にばね復元力、減衰力が作用することになり、車体
が傾斜する向きと逆向きの空気ばね復元モーメントを作
用させることが可能となる。その結果、車体の作用する
重力の内軌向き成分の力により車体が内軌側に倒れ、車
体のロール角が過大なることを防ぐことができる。

【００４９】また、本実施の形態では、片側の空気ばね
がパンクし、左右の空気ばね７Ｌ，７Ｒの圧力差が大き
くなった場合は、配管２１と別系統に配置された第２の
配管３１の差圧弁３２が開となり、左右の空気ばねを連
通させる。連通させることにより、パンクをしていない
空気ばねからパンクした空気ばねに空気を移動させ、左
右の空気ばねの内圧差を少ない状態にすることができ
る。その結果、空気ばねパンクにより車体のロール角が
過大となり、輪重変動が大きくなることを防止できる。

【００５０】また、本実施の形態では、乗客が多く車体
の重量が大きい場合は、入口緩和曲線部および出口緩和
曲線部において切替弁２２を開にする時間を短くし、乗
客が少なく車体重量が小さい場合は、入口緩和曲線部お
よび出口緩和曲線部において切替弁２２を開にする時間
を長くするよう切替弁２２を制御する。これにより、車
体重量が大きい場合には車体が振れすぎて、車両限界、
建築限界を侵さないようにすることができる。また、車
体重量が小さい場合は車体ロール角が傾斜に必要とされ
る角度に対して不足となり、乗り心地が悪化するのを防
ぐことができる。また、車体重量に応じて切替弁２２を
制御することにより、車体重量が異なっても車体ロール
角を一定範囲内の値にすることができ、編成の中での車
両による車体ロール角の格差をなくし、どの車両も同じ
レベルの乗り心地にすることが可能となる。

【００５１】本実施の形態によれば、傾斜動作する場合
に左右の空気ばね７Ｌ，７Ｒを連通させるため、傾斜動
作中に空気ばねの復元力を作用させないで、車体傾斜角
を大きくすることができる。その結果、乗り心地を良く
することができる。また傾斜動作をしない直線部および
一定半径曲線部においては、切替弁２２を閉としている
ので、空気ばねの復元力、減衰力を作用させて乗り心地
を良くすることができる。

【００５２】また、本実施の形態では、停車時あるいは
低速走行時には空気ばねの復元力、減衰力を作用させ、
過大な車体ロール変位を防止することができる。

【００５３】さらに、空気ばねがパンクした場合でも別
系統の第２の配管３１に設けた差圧弁３２の作用によ
り、車体ロール角が大きくなることおよび輪重が変化す
ることを防止できる。

【００５４】なお、本実施の形態では、軌道情報データ
２４と地点検出装置２５から得られる情報をもとに切替
弁２２の制御を行っていたが、軌道情報データ２４と地
点検出装置２５から得られる情報を用いずに、ジャイロ
センサ、加速度センサ、空気ばねの高さ検出センサから
得られる情報、あるいは車体と台車の相対ヨー角の情報
を用いることにより、車両が緩和曲線部、一定半径曲線
部を走行していること検知して切替弁２２を制御するよ
うにしても、同様の作用効果を得ることができる。

【００５５】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２について説明する。図８は鉄道車両が曲線を通過し
ている状態の空気ばね周辺の詳細図である。なお、実施
の形態１における部材と同一機能を有する部材に関して
は同一の記号が付されている。

【００５６】本実施の形態では、実施の形態１における
切替弁２２の代わりに、差圧弁４２が設けられている。
この差圧弁４２は、左右の空気ばね７Ｌ，７Ｒの差圧が
あらかじめ定められた設定差圧より大きい場合に開とな
り、左右の空気ばね７Ｌ，７Ｒが連通する構造になって
いる。図には示してないが、差圧弁４２は、配管２１の
空気流路を開閉する開閉弁と、開閉弁を制御するソレノ
イド等の駆動装置とから構成されている。そして、開閉
弁は駆動装置が発生する押付け力によって支持され、差
圧弁４２に流入する空気の圧力、すなわち空気ばねの差
圧が前記押付け力より大きい場合には、開閉弁が変位し
て差圧弁４２は開となり、空気ばねの差圧が前記押付け
力より小さい場合には、開閉弁は変位せず差圧弁４２は
閉の状態である。ここで、差圧弁４２は差圧制御装置４
３に接続されており、差圧制御装置４３からの指令値に
応じて、ソレノイド等に発生する力を変化させて開閉弁
に作用する押付け力を変更することにより、差圧弁４２
が開となる圧力を変更することができる。

【００５７】差圧弁４２の設定差圧には異なる大きさの
第１の設定差圧と第２の設定差圧の２つの設定差圧値が
あり、第１の設定差圧が第２の設定差圧より大きいもの
として設定する。車両の走行中、差圧制御装置４３は、
軌道情報データ２４と地点検出装置２５より算出される
走行位置を照合して、現在走行している地点を判定す
る。ここで軌道状態に合わせて差圧弁４２の設定差圧を
変更する。現在、直線部を走行している場合は、差圧弁
４２の設定差圧を第１の設定差圧とする。また、現在曲
線を走行しており、その曲線が傾斜動作をしない曲線の
場合は差圧弁４２の設定差圧を第１の設定差圧とする。
現在曲線を走行しており、その曲線が傾斜動作をする曲
線の場合は、図９に示すように設定差圧を変更する。入
口緩和曲線部および出口緩和曲線部では、差圧弁４２の
設定差圧を第２の設定差圧として設定する。一方、一定
半径曲線部では、差圧弁４２の設定差圧を第１の設定差
圧とする。

【００５８】ここで、差圧弁４２を閉の状態とするた
め、第１の設定差圧は大きい値にすることが望ましい。
また、差圧弁４２を開の状態とし、空気ばねの差圧を小
さくするため、第２の設定差圧はなるべく小さい値にす
ることが望ましい。

【００５９】以上のように軌道状態に応じて設定差圧を
設定すると、図９に示すように差圧弁４２が動作する。
まず、直線部では第１の設定差圧が空気ばねの差圧より
大きいため、差圧弁４２は閉となる。次に入口緩和曲線
部に入ると第２の設定差圧が空気ばねの差圧より小さい
状態となるため、差圧弁４２は開となり、空気ばねの差
圧は減少する。その結果、空気ばねの差圧は第２の設定
差圧とほぼ等しい値を保つ。次に一定半径曲線部に進入
した状態では、第１の設定差圧が空気ばねの差圧より大
きいため、差圧弁４２は閉となる。この状態で空気ばね
の差圧は一定半径曲線部に進入した場合の圧力を保つ。
さらに走行して、出口緩和曲線部に進入した状態では、
第２の設定差圧が低いため、差圧弁４２は開となり、空
気ばねの差圧は第２の設定差圧とほぼ等しい値を保つ。
出口緩和曲線部を通過して直線部に戻ると、第１の設定
差圧は空気ばねの差圧より大きい状態のため、差圧弁４
２は閉となる。以上の走行状態において、直線部および
一定半径曲線部では差圧弁４２は閉の状態となり、左右
の空気ばねを分割させる。そのため、空気ばねの復元
力、減衰力を作用させ、乗り心地を良くすることができ
る。また、入口緩和曲線部および出口緩和曲線部では差
圧弁４２は開の状態となり、左右の空気ばねを連通させ
る。そのため、空気ばねの復元力、減衰力を作用させ
ず、車体傾斜角を大きくすることにより乗り心地を良く
することができる。

【００６０】なお、遠心力に対する車体傾斜動作の遅れ
がある場合、入口緩和曲線部においては設定差圧を第２
の設定差圧にする区間を一定半径曲線部の一部まで延長
することが望ましい。また、出口緩和曲線部では直線部
の一部まで設定差圧を第２の設定差圧にする区間を延長
することが望ましい。これにより、差圧弁４２が開とな
っている時間を長くし、車体相対ロール角が変化する時
間を長くすることができる。その結果、車体が振り遅れ
た場合でも入口緩和曲線部では車体ロール角を大きい状
態で傾斜させ、出口緩和曲線部では車体ロール角をより
確実に車体が直立した状態に戻すことが可能となる。

【００６１】また、図６に示したアクチュエータ７２も
しくは、図７に示したアクチュエータ８２Ｌ，８２Ｒを
用いる場合、アクチュエータを駆動させるときに差圧弁
４２の設定差圧を第２の設定差圧に設定しても良い。こ
れにより、差圧弁４２を開として、空気ばねの復元力を
受けない状態で車体傾斜動作させることができる。

【００６２】また、あらかじめ設定速度および高い値を
とる第３の設定差圧を定めておき、車両が停車した状態
あるいは低速走行状態では、速度検出装置２６から得ら
れる走行速度がゼロもしくは設定速度値より低い場合
に、差圧制御装置４３が差圧弁４２の設定差圧を第３の
設定差圧に変更するよう構成することができる。この状
態では空気ばねの差圧は第３の設定差圧より小さいた
め、差圧弁４２は閉となる。その結果、左右の空気ばね
は分割され、車体が傾斜する向きと逆向きの空気ばね復
元モーメントが作用する。そのため、車体の作用する重
力の内軌向き成分の力により車体が内軌側に倒れ、車体
のロール角が過大なることを防ぐことができる。

【００６３】本実施の形態によれば、軌道情報データ２
４と地点検出装置２５を用いて現在の走行位置を照合
し、車両の走行状態に対応して差圧弁４２の設定差圧の
値を変更するため、軌道走行状態に応じた空気ばね連通
の切替が可能となり、直線部、曲線部において実施の形
態１と同様に乗り心地を向上させることができる。

【００６４】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形
態３について説明する。図１０は鉄道車両が曲線を通過
している状態の空気ばね周辺の詳細図である。なお、実
施の形態１における部材と同一機能を有する部材に関し
ては同一の番号が付されている。

【００６５】本実施の形態では、各空気ばねに高さ検出
器５１が設けられている。高さ検出器５１はレバー機構
・エンコーダにより構成され、上下方向の並進変位を回
転角に変換して、空気ばね７Ｌ，７Ｒの上下変位を測定
する。高さ検出器５１から得られる空気ばね上下変位は
制御装置５３に入力される。制御装置５３は入力された
空気ばね上下変位と空気ばね左右間隔より台車に対する
車体相対ロール角を算出する。また、制御装置５３は、
地点検出装置２５から得られる現在の走行位置と軌道情
報データ２４を照合し、現在走行中の地点を判定し、曲
線を走行している場合は曲線半径、カント、曲線通過設
定速度を算出する。制御装置５３は、前記算出された曲
線半径、カントと、曲線通過設定速度をもとに目標傾斜
角を算出する。

【００６６】制御装置５３は、図１１に示すように軌道
走行状態および車体相対ロール角、目標傾斜角に応じ
て、切替弁２２の開閉制御を行う。車両が直線部および
曲線の一定半径曲線部を走行している場合は制御装置５
３は切替弁２２を閉じる。これにより、空気ばねのばね
復元力、減衰力が得られ、振動を減衰、低減させ乗り心
地を良くできる。

【００６７】車両が入口緩和曲線部を走行している状態
で、現在の車体相対ロール角が目標傾斜角より小さい場
合には切替弁２２を開とし、空気ばねの上下方向の復元
力が働かないようにして、車体相対ロール角が大きくな
るようにする。一方、現在の車体相対ロール角が目標傾
斜角より大きい場合には切替弁２２を閉とする。これに
より、空気ばねのばね復元力、減衰力の効果が得られる
ため、車体相対ロール角が目標傾斜角に対して大きくな
らないようにし、車体相対ロール角を目標傾斜角に追従
させることができる。

【００６８】また、車両が出口緩和曲線部を走行してい
る状態で、現在の車体相対ロール角が目標傾斜角より大
きい場合には切替弁２２を開とし、現在の車体相対ロー
ル角が目標傾斜角より小さい場合には切替弁２２を閉と
する。これにより、車体相対ロール角を目標傾斜角に追
従させることができる。

【００６９】なお、本実施の形態では、入口緩和曲線部
および出口緩和曲線部において測定される車体相対ロー
ル角に応じて切替弁２２の開閉制御するものとしたが、
この場合、入口緩和曲線部では一定半径曲線部の一部ま
で切替弁２２を開閉制御する区間を延長し、また、出口
緩和曲線部では直線部の一部まで切替弁２２を開閉制御
する区間を延長するようにしても良い。このようにすれ
ば、車体が振り遅れた場合でも、入口緩和曲線部では車
体ロール角を大きい状態で傾斜させ、出口緩和曲線部で
は車体ロール角をより確実に車体が直立した状態に戻す
ことが可能となる。

【００７０】また、図６に示したアクチュエータ７２も
しくは、図７に示したアクチュエータ８２Ｌ，８２Ｒを
用いる場合、アクチュエータを駆動させるときに切替弁
２２を開としても良い。これにより、空気ばねの復元力
を受けない状態で車体傾斜動作させ、アクチュエータの
駆動力を小さくできる。

【００７１】また、台車に対する車体相対ロール角の絶
対値の限度値を定め、車体相対ロール角の絶対値が限度
値より大きい場合は、切替弁２２を閉とすることによ
り、空気ばねのばね復元力を作用させ、外乱力等により
車体ロール角が過大となることを防ぐことができる。

【００７２】さらに、高さ検出器５１は、レバー機構・
エンコーダにより構成されるものとしたが、レーザ変位
計等の非接触位置センサを用いて空気ばね部の上下変位
を検出しても良い。

【００７３】本実施の形態によれば、走行中に車体相対
ロール角を測定し、車体相対ロール角を目標傾斜角に追
従させるため、正確な傾斜動作が可能となり、乗り心地
を良くすることができる。また、直線部および曲線の一
定半径曲線部では、空気ばねの復元、減衰効果がある状
態にするため、振動を低減し乗り心地を良くすることが
できる。また、過大な車体ロール角を検知し、車体ロー
ル角が過大となるのを防止するためさらに安全な車体傾
斜制御装置を提供できる。

【００７４】（実施の形態４）次に、本発明の実施の形
態４について説明する。図１２は鉄道車両が曲線を通過
している状態の空気ばね周辺の詳細図である。なお、実
施の形態１における部材と同一機能を有する部材に関し
ては同一の番号が付されている。

【００７５】本実施の形態では、車体１に加速度センサ
６１が取り付けられており、車体１の床面を基準とする
車体左右加速度を測定し、測定した加速度を制御装置６
３に入力するようになっている。制御装置６３は、地点
検出装置２５から得られる現在の走行位置と軌道情報デ
ータ２４を照合し、現在走行中の地点を判定し、現在曲
線部を走行している場合には曲線半径、カント、曲線通
過設定速度を算出する。制御装置６３は、前記算出され
た曲線半径、カントと、曲線通過設定速度をもとに目標
加速度を算出する。

【００７６】制御装置６３は、図１３に示すように軌道
走行状態および車体左右加速度に応じて、切替弁２２の
開閉制御を行う。直線部および曲線の一定半径曲線部で
は加速度センサ６１から得られる車体左右加速度の値に
関わらず、切替弁２２を閉の状態とし、左右の空気ばね
を分割する。これにより、空気ばねのばね復元力、減衰
力が得られ、外乱に対する振動を低減し乗り心地を良く
できる。

【００７７】入口緩和曲線部において、車体傾斜角が小
さく、加速度センサ６１から得られる車体左右加速度が
目標加速度より大きい場合には切替弁２２を開の状態と
する。これにより、空気ばねのばね復元力を受けない状
態で車体傾斜させ、車体の左右加速度を目標加速度に追
従することが可能になる。一方、車体傾斜角が大きく、
車体左右加速度が目標加速度より小さい場合には切替弁
２２を閉の状態とする。これにより、空気ばねのばね復
元力、減衰力が得られ、車体ロール角が過大となり、車
体の左右加速度が目標加速度から大きくずれることを防
止できる。

【００７８】出口緩和曲線部では、車体傾斜角が大き
く、加速度センサ６１から得られる車体左右加速度が目
標加速度より小さい場合には切替弁２２を開の状態とす
る。これにより、空気ばねのばね復元力を受けないた
め、車体の左右加速度を目標加速度に追従することが可
能になる。一方、車体傾斜角が小さく、車体左右加速度
が目標加速度より大きい場合には切替弁２２を閉の状態
とする。これにより、空気ばねのばね復元力、減衰力が
得られ、車体の左右加速度が目標加速度からずれること
を防止できる。

【００７９】なお、本実施の形態では、入口緩和曲線部
および出口緩和曲線部において測定される車体左右加速
度に応じて切替弁２２の開閉制御するものとしたが、こ
の場合、入口緩和曲線部では一定半径曲線部の一部まで
切替弁２２を開閉制御する区間を延長し、また、出口緩
和曲線部では直線部の一部まで切替弁２２を開閉制御す
る区間を延長するようにしても良い。このようにすれ
ば、車体が振り遅れた場合でも、車体を傾斜させ、目標
加速度に近い値にすることが可能となる。

【００８０】また、図６に示したアクチュエータ７２も
しくは、図７に示したアクチュエータ８２Ｌ，８２Ｒを
用いる場合、アクチュエータを駆動させるときに切替弁
２２を開としても良い。これにより、空気ばねの復元力
を受けない状態で車体傾斜動作させ、アクチュエータの
駆動力を小さくできる。

【００８１】本実施の形態によれば、走行中に車体左右
加速度を測定し、人間が体感する左右加速度に関して適
性な加速度値を保った状態で走行することが可能とな
る。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
傾斜動作を行う緩和曲線部において左右の空気ばねを連
通させることにより、傾斜動作時の空気ばねの復元力を
なくすことができる。その結果、車体傾斜角を大きく
し、乗り心地を良くすることができる。

【００８３】また、リンクトーションバーの付加と左右
の空気ばね連通により車体傾斜を実現するため、構造が
簡単で軽量の車体傾斜制御装置を提供できる。

【００８４】さらに、傾斜動作をしない場合には、左右
の空気ばねを連通させない非連通状態にすることによ
り、空気ばねの復元力および減衰力を作用させることが
できる。その結果、外乱に対して乗り心地が良い状態を
保ち、かつ、車体ロール角が過大とならないようにする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による車体傾斜制御装置
の構成図である。

【図２】リンクトーションバーの一実施形態を示した斜
視図である。

【図３】リンクトーションバーの他の実施形態を示した
斜視図である。

【図４】車両走行時における車体傾斜制御装置の動作を
示す図である。

【図５】車両走行時における車体傾斜制御装置の動作を
更に詳細に示す図である。

【図６】アクチュエータを設けた車体傾斜制御装置の構
成図である。

【図７】アクチュエータを設けた車体傾斜制御装置の他
の構成図である。

【図８】本発明の実施の形態２による車体傾斜制御装置
の構成図である。

【図９】図８の車体傾斜制御装置における弁の開閉状況
を示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態３による車体傾斜制御装
置の構成図である。

【図１１】図１０の車体傾斜制御装置における弁の開閉
状況を示す図である。

【図１２】本発明の実施の形態４による車体傾斜制御装
置の構成図である。

【図１３】図１２の車体傾斜制御装置における弁の開閉
状況を示す図である。

【符号の説明】

１ 車体 ２ 台車枠 ３ 輪軸 ６ 軸ばね ７Ｒ，７Ｌ 空気ばね ８Ｒ，８Ｌ 空気ばね本体 ９Ｒ，９Ｌ 補助タンク １０ リンクトーションバー １１Ｌ，１１Ｒ，８１Ｌ，８１Ｒ リンク １２ トーションバー １３Ｌ，１３Ｒ レバー １４ ブラケット １５，１６ 球面軸受け ２１，３１ 配管 ２２ 切替弁 ２３，４３，５３，６３，７３，８３ 制御装置 ２４ 軌道情報データ ２５ 地点検出装置 ２６ 速度検出装置 ３２，４２ 差圧弁 ５１ 高さ検出器 ６１ 加速度センサ ７２，８２Ｌ，８２Ｒ アクチュエータ ７４，８４ 傾斜制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｆ 9/50 Ｆ１６Ｆ 9/50 (72)発明者 高井 英夫 山口県下松市東豊井794番地 株式会社日 立製作所笠戸事業所内 (72)発明者 岩崎 克行 山口県下松市東豊井794番地 株式会社日 立製作所笠戸事業所内 (72)発明者 檜垣 博 山口県下松市東豊井794番地 株式会社日 立製作所笠戸事業所内 (72)発明者 瀬畑 美智夫 山口県下松市東豊井794番地 株式会社日 立製作所笠戸事業所内 Ｆターム(参考） 3J069 AA09 EE70

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車の左右両側端部に設けられた空気ば
   ねで車体が支持され、かつ車体と台車とがリンクトーシ
   ョンバーによって連結され、前記リンクトーションバー
   は、車体の幅方向に沿って配置されたトーションバー
   と、前記トーションバーの両端に固定されたレバーと、
   前記各レバーの端部に接続され車体に近い方の端点間距
   離が台車に近い方の端点間距離よりも短くなるよう斜め
   に配置された２つのリンクとを有し、車体に遠心力が加
   わると、前記リンクトーションバーは変形し台車に対す
   る車体のロール角を変化させて、車体傾斜動作を行う鉄
   道車両の車体傾斜制御装置において、 前記左右の空気ばねを連通する空気通路を形成する配管
   と、前記空気通路を開閉する切替弁と、前記切替弁を開
   閉制御する制御装置とを備え、 前記制御装置は、前記車体傾斜動作を行う場合に前記切
   替弁を開とし、前記車体傾斜動作を行わない場合に前記
   切替弁を閉とすることを特徴とする鉄道車両の車体傾斜
   制御装置。
2. 【請求項２】 台車の左右両側端部に設けられた空気ば
   ねで車体が支持され、かつ車体と台車とがリンクトーシ
   ョンバーによって連結され、前記リンクトーションバー
   は、車体の幅方向に沿って配置されたトーションバー
   と、前記トーションバーの両端に固定されたレバーと、
   前記各レバーの端部に接続され車体に近い方の端点間距
   離が台車に近い方の端点間距離よりも短くなるよう斜め
   に配置された２つのリンクとを有し、車体に遠心力が加
   わると、前記リンクトーションバーは変形し台車に対す
   る車体のロール角を変化させて、車体傾斜動作を行う鉄
   道車両の車体傾斜制御装置において、 前記左右の空気ばねを連通する空気通路を形成する配管
   と、前記空気通路を開閉する切替弁と、前記切替弁を開
   閉制御する制御装置と、車両の現在の走行位置を算出す
   る地点検出装置と、軌道形状および曲線における走行速
   度である曲線通過設定速度を記録した軌道情報データと
   を備え、 前記制御装置は、前記地点検出装置で算出した車両の現
   在の走行位置データと前記軌道情報データを取り込ん
   で、その取り込んだ２つのデータを照合することによ
   り、車両が現在軌道のどの部分を走行しているかを判定
   し、曲線の緩和曲線部を走行しているときは前記切替弁
   を開とし、直線部または曲線の一定半径曲線部を走行し
   ているときは前記切替弁を閉とすることを特徴とする鉄
   道車両の車体傾斜制御装置。
3. 【請求項３】 台車の左右両側端部に設けられた空気ば
   ねで車体が支持され、かつ車体と台車とがリンクトーシ
   ョンバーによって連結され、前記リンクトーションバー
   は、車体の幅方向に沿って配置されたトーションバー
   と、前記トーションバーの両端に固定されたレバーと、
   前記各レバーの端部に接続され車体に近い方の端点間距
   離が台車に近い方の端点間距離よりも短くなるよう斜め
   に配置された２つのリンクとを有し、車体に遠心力が加
   わると、前記リンクトーションバーは変形し台車に対す
   る車体のロール角を変化させて、車体傾斜動作を行う鉄
   道車両の車体傾斜制御装置において、 前記左右の空気ばねを連通する空気通路を形成する配管
   と、前記左右の空気ばねの内圧差が設定差圧以上の場合
   に前記空気通路を開とし、内圧差が設定差圧未満の場合
   に前記空気通路を閉とする差圧弁と、前記差圧弁の設定
   差圧を調節する差圧制御装置と、車両の現在の走行位置
   を算出する地点検出装置と、軌道形状および曲線におけ
   る走行速度である曲線通過設定速度を記録した軌道情報
   データとを備え、 前記差圧弁の設定差圧として、第１の設定差圧と、この
   第１の設定差圧よりも小さい第２の設定差圧が用意さ
   れ、 前記差圧制御装置は、前記地点検出装置で算出した車両
   の現在の走行位置データと前記軌道情報データを取り込
   んで、その取り込んだ２つのデータを照合することによ
   り、車両が現在軌道のどの部分を走行しているかを判定
   し、直線部または曲線の一定半径曲線部を走行している
   ときは前記設定差圧を前記第１の設定差圧に調節し、曲
   線の緩和曲線部を走行しているときは前記設定差圧を前
   記第２の設定差圧に調節することを特徴とする鉄道車両
   の車体傾斜制御装置。
4. 【請求項４】 台車の左右両側端部に設けられた空気ば
   ねで車体が支持され、かつ車体と台車とがリンクトーシ
   ョンバーによって連結され、前記リンクトーションバー
   は、車体の幅方向に沿って配置されたトーションバー
   と、前記トーションバーの両端に固定されたレバーと、
   前記各レバーの端部に接続され車体に近い方の端点間距
   離が台車に近い方の端点間距離よりも短くなるよう斜め
   に配置された２つのリンクとを有し、車体に遠心力が加
   わると、前記リンクトーションバーは変形し台車に対す
   る車体のロール角を変化させて、車体傾斜動作を行う鉄
   道車両の車体傾斜制御装置において、 前記左右の空気ばねを連通する空気通路を形成する配管
   と、前記空気通路を開閉する切替弁と、前記切替弁を開
   閉制御する制御装置と、前記左右の空気ばねの上下変位
   を検出する高さ検出器と、車両の現在の走行位置を算出
   する地点検出装置と、軌道形状および曲線における走行
   速度である曲線通過設定速度を記録した軌道情報データ
   とを備え、 前記制御装置は、前記高さ検出器で検出した左右の空気
   ばねの上下変位データを取り込んで、その上下変位デー
   タと左右の空気ばねの間隔より前記ロール角を算出し、
   さらに前記地点検出装置で算出した現在の車両の走行位
   置データと前記軌道情報データを取り込んで、その取り
   込んだ２つのデータを照合することにより、現在走行し
   ている軌道の曲線半径、カント、曲線通過設定速度を算
   出するとともに、前記曲線半径、カントおよび曲線通過
   設定速度より目標傾斜角を定め、 車両が曲線の入口緩和曲線部を走行しているとき、前記
   ロール角が前記目標傾斜角以上の場合は前記切替弁を閉
   とし、前記ロール角が前記目標傾斜角未満の場合は前記
   切替弁を開とする一方、 車両が曲線の出口緩和曲線部を走行しているとき、前記
   ロール角が前記目標傾斜角以上の場合は前記切替弁を開
   とし、前記ロール角が前記目標傾斜角未満の場合は前記
   切替弁を閉とすることを特徴とする鉄道車両の車体傾斜
   制御装置。
5. 【請求項５】 台車の左右両側端部に設けられた空気ば
   ねで車体が支持され、かつ車体と台車とがリンクトーシ
   ョンバーによって連結され、前記リンクトーションバー
   は、車体の幅方向に沿って配置されたトーションバー
   と、前記トーションバーの両端に固定されたレバーと、
   前記各レバーの端部に接続され車体に近い方の端点間距
   離が台車に近い方の端点間距離よりも短くなるよう斜め
   に配置された２つのリンクとを有し、車体に遠心力が加
   わると、前記リンクトーションバーは変形し台車に対す
   る車体のロール角を変化させて、車体傾斜動作を行う鉄
   道車両の車体傾斜制御装置において、 前記左右の空気ばねを連通する空気通路を形成する配管
   と、前記空気通路を開閉する切替弁と、前記切替弁を開
   閉制御する制御装置と、車体床面を基準とする車体左右
   方向の加速度を測定する加速度センサと、現在の車両の
   走行位置を算出する地点検出装置と、軌道形状および曲
   線における走行速度である曲線通過設定速度を記録した
   軌道情報データとを備え、 前記制御装置は、前記地点検出装置で算出した現在の車
   両の走行位置データと前記軌道情報データを取り込ん
   で、その取り込んだ２つのデータを照合することによ
   り、現在走行している軌道の曲線半径、カント、曲線通
   過設定速度を算出するとともに、前記曲線半径、カント
   および曲線通過設定速度より目標加速度を定め、 さらに前記加速度センサで測定した車体左右方向の加速
   度を取り込んで、車両が曲線の入口緩和曲線部を走行し
   ているとき、前記車体左右方向の加速度が前記目標加速
   度以上の場合は前記切替弁を開とし、前記車体左右方向
   の加速度が前記目標加速度未満の場合は前記切替弁を閉
   とする一方、 車両が曲線の出口緩和曲線部を走行しているとき、前記
   車体左右方向の加速度が前記目標加速度以上の場合は前
   記切替弁を閉とし、前記車体左右方向の加速度が前記目
   標加速度未満の場合は前記切替弁を開とすることを特徴
   とする鉄道車両の車体傾斜制御装置。
6. 【請求項６】 請求項２，４又は５に記載の鉄道車両の
   車体傾斜制御装置において、 前記制御装置は、入口緩和曲線部および出口緩和曲線部
   において前記切替弁を開閉制御する区間を、入口緩和曲
   線部では一定半径曲線の一部まで、出口緩和曲線部では
   直線部の一部まで車両の進行方向に沿って延長すること
   を特徴とする鉄道車両の車体傾斜制御装置。
7. 【請求項７】 請求項３に記載の鉄道車両の車体傾斜制
   御装置において、 前記差圧制御装置は、入口緩和曲線部および出口緩和曲
   線部において前記差圧弁の設定差圧を調節する区間を、
   入口緩和曲線部では一定半径曲線の一部まで、出口緩和
   曲線部では直線部の一部まで車両の進行方向に沿って延
   長することを特徴とする鉄道車両の車体傾斜制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１，２，４，５のいずれか１項に
   記載の鉄道車両の車体傾斜制御装置において、 車体傾斜動作を行わせるアクチュエータを取り付けると
   ともに、前記アクチュエータを制御する傾斜制御装置を
   設け、前記傾斜制御装置によって前記アクチュエータが
   駆動しているときは、前記制御装置は、前記切替弁を開
   とすることを特徴とする鉄道車両の車体傾斜制御装置。
9. 【請求項９】 請求項３に記載の鉄道車両の車体傾斜制
   御装置において、 車体傾斜動作を行わせるアクチュエータを取り付けると
   ともに、前記アクチュエータを制御する傾斜制御装置を
   設け、前記傾斜制御装置によって前記アクチュエータが
   駆動しているときは、前記差圧制御装置は、前記差圧弁
   の設定差圧を前記第２の設定差圧に調節することを特徴
   とする鉄道車両の車体傾斜制御装置。
10. 【請求項１０】 請求項８又は９に記載の鉄道車両の車
    体傾斜制御装置において、 入口緩和曲線部および出口緩和曲線部において前記アク
    チュエータを駆動させる区間を、入口緩和曲線部では直
    線の一部まで、出口緩和曲線部では一定半径曲線の一部
    まで車両の進行方向の逆向きに延長することを特徴とす
    る鉄道車両の車体傾斜制御装置。
11. 【請求項１１】 請求項１，２，４，５のいずれか１項
    に記載の鉄道車両の車体傾斜制御装置において、 あらかじめ車両の設定速度を定めておき、車両が設定速
    度以下で走行もしくは停止したとき、前記制御装置は前
    記切替弁を閉とすることを特徴とする鉄道車両の車体傾
    斜制御装置。
12. 【請求項１２】 請求項３に記載の鉄道車両の車体傾斜
    制御装置において、 あらかじめ車両の設定速度を定めておき、車両が設定速
    度以下で走行もしくは停止したとき、前記差圧制御装置
    は前記差圧弁の設定差圧を前記第１の設定差圧よりも大
    きな第３の設定差圧に調節することを特徴とする鉄道車
    両の車体傾斜制御装置。
13. 【請求項１３】 請求項４に記載の鉄道車両の車体傾斜
    制御装置において、 前記ロール角の限度値を定めておき、ロール角が前記限
    度値を超えた場合、前記制御装置は前記切替弁を閉とす
    ることを特徴とする鉄道車両の車体傾斜制御装置。
14. 【請求項１４】 請求項１，２，４，５のいずれか１項
    に記載の鉄道車両の車体傾斜制御装置において、 前記配管とは別に設けられ、前記左右の空気ばねを連通
    する空気流路を形成する第２の配管と、前記左右の空気
    ばねの内圧差が設定差圧以上の場合は前記空気通路を開
    とし、設定差圧未満の場合は前記空気通路を閉とする差
    圧弁とを備えたことを特徴とする鉄道車両の車体傾斜制
    御装置。