JP2003261025A - 鉄道車両 - Google Patents

鉄道車両

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JP2003261025A
JP2003261025A JP2002066712A JP2002066712A JP2003261025A JP 2003261025 A JP2003261025 A JP 2003261025A JP 2002066712 A JP2002066712 A JP 2002066712A JP 2002066712 A JP2002066712 A JP 2002066712A JP 2003261025 A JP2003261025 A JP 2003261025A
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JP
Japan
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vehicle
bypass circuit
damper
speed
bogie
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JP2002066712A
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English (en)
Inventor
Yutaka Fujimoto
裕 藤本
Hiroaki Ishida
弘明 石田
Eiichi Maehashi
栄一 前橋
Noriaki Tokuda
憲暁 徳田
Hideyuki Takai
秀之 高井
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Railway Technical Research Institute
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の高速走行時には蛇行動の抑制効果を発
揮するとともに、分岐器等、不連続な線路形状部を走行
する車両の低速走行時には大きな横圧の発生を低減し得
る鉄道車両を提供する。 【解決手段】 鉄道車両の油圧ダンパ20には、バイパ
ス回路30が接続されている。バイパス回路30は、回
路抵抗の低い第1バイパス回路31と、調圧弁45が設
けられた第2バイパス回路35を備えている。第1、第
2バイパス回路31、35間には、これら両回路を切り
替える電磁式の切替弁41が組み込まれている。車両速
度センサ50からの速度信号が約50km/h以下にな
ると、切替弁41がONとなって、シリンダ21内の油
が第1バイパス回路31に流れる(油圧リリース状
態)。一方、同センサ50からの速度信号が50km/
hより大きい場合は、切替弁41がOFFとなって、シ
リンダ21内の油が第2バイパス回路35に流れる(ダ
ンパ機能状態)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、台車と車体との間
のヨーイング運動を減衰するヨーダンパを備える鉄道車
両に関する。特には、レール・車輪間に作用する横圧を
低減し、車輪やレールの摩耗を低減できる等の利点を有
する鉄道車両に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】以下の
説明では、特に断らない限り、レールの長手方向(車両
の進行方向)を前後方向、軌道面におけるレール長手方
向と直角の方向を左右方向、軌道面に垂直な方向を上下
方向と呼ぶ。新幹線や在来線の高速列車の速度向上に伴
い、車両の蛇行動が問題となる。車両の蛇行動が発生す
ると、走行安全性を損なわれたり、乗り心地が低下する
等の諸問題が引き起こされる。このような蛇行動の抑制
対策の一つとして、車体−台車間にヨーダンパを装着
し、これら両者間のヨーイング運動を減衰するという方
法がある。このようなヨーダンパの一種としては、台車
の側面に配置された油圧ダンパを用いることがある。こ
の油圧ダンパにより車体と台車間のヨーイング運動に抑
制力を加え、車両の揺動(ヨーイング)を抑える。
【0003】前述の高速車両であっても、概ね50km
/h以下の速度で走行する機会も多い。この程度の速度
で走行する場合は、ヨーダンパの有無にかかわらず、車
両の蛇行動が発生する可能性は低い。ところが、前記低
速走行を代表する、車庫や駅構内に進入する際の分岐
器、曲線等、不連続な線路形状部が多い軌道を走行する
際は、車両が低速であっても車体−台車間で相対的なヨ
ーイング方向の速度が大きくなる。そして、このときに
ヨーダンパが作用すると、車輪・レール間に大きな横圧
が発生して、車輪やレールの摩耗を増加させる等のおそ
れがある。一方、車両の急曲線低速走行時における脱線
防止の観点からも、横圧の発生は極力抑えたい意向があ
る。
【0004】これまでも、ヨーダンパ(油圧ダンパ)に
大きなダンパ力が作用した場合や、大きなピストンスト
ロークが生じた場合に、油圧をリリースするリリース機
構を有するものが提案されている。しかしながら、車両
の高速走行・低速走行に応じてダンパ力を切り替える機
能は、現在のところ提供されていないのが実情である。
【0005】本発明は、前記の観点に着目してなされた
ものであって、車両の高速走行時には蛇行動の抑制効果
を発揮するとともに、車両の低速走行時には大きな横圧
の発生を低減し得る鉄道車両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】前記の課題を解決するた
め、本発明の鉄道車両は、輪軸組立体及びその上に保持
された台車枠を有する台車と、 該台車上に搭載された
車体と、 前記台車と前記車体との間に設けられた、両
者間のヨーイング運動を減衰するヨーダンパと、を備え
る鉄道車両であって、 該車両の速度に応じて前記ヨー
ダンパのダンパ定数を切り替えることを特徴とする。
【0007】本発明の鉄道車両は、車両の速度に応じて
ヨーダンパのダンパ定数を切り替えるので、高速走行時
の蛇行動の抑制(ダンパ機能)を従来通りに実現できる
とともに、低速走行時の大きな横圧の作用を回避でき
る。そのため、低速走行時の車輪やレールの摩耗を低減
できる。
【0008】本発明の鉄道車両においては、前記車両の
速度が一定値以下の場合は、前記ヨーダンパの減衰を実
質的にオフにすることができる。この場合、低速走行時
の大きな横圧の発生を低減できる。なお、減衰をオフに
する速度は、約50km/h以下であるのが好ましい。
【0009】本発明のより具体的な態様においては、前
記ヨーダンパが油圧ダンパであって、 該油圧ダンパ
が、 回路抵抗の低い第1バイパス回路と、 回路抵抗
調整弁が設けられた第2バイパス回路と、 前記両バイ
パス回路の切替弁と、 を有し、 前記切替弁を前記車
両の速度信号に応じて切り替えるものとすることができ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図1は、本発明の実施の形態に係る鉄道車両の台車
部分を示す側面図及び制御ブロック図である。図2は、
同鉄道車両の台車部分の平面図である。図3は、同鉄道
車両のヨーダンパ(油圧シリンダ)及びその制御機構を
示す模式図である。
【0011】図1に示す鉄道車両は、車体10を備えて
いる。この車体10の下面には、中心ピン14が固定さ
れている。中心ピン14は、車体10の下面から垂下し
ていおり、台車11の中心部に回動可能に嵌合している
(図2参照)。車体10と台車11間には、空気バネ1
8が介装されている。図1及び図2に示すように、車体
10の左右側部には、車体下面から下方に延びるブラケ
ット28が設けられている。左右の各ブラケット28の
下端には、後述する油圧ダンパ20の端部のジョイント
25が取り付けられる。
【0012】図1及び図2に示すように、台車11は台
車枠13を備えている。台車枠13の下部の前後には、
車輪15と車軸16からなる輪軸17が一組ずつ組み込
まれている。車輪15は、車軸16の両側に圧入されて
固定されている。両車輪15の外側において、車軸16
の両端部には軸箱(図示されず)が外嵌されている。台
車枠13と各軸箱間には、軸ばね(図示されず)が取り
付けられている。
【0013】台車枠13の幅方向左右側面には、油圧ダ
ンパ20(20R、20L)がそれぞれ配置されてい
る。本実施例の油圧ダンパ20は、図3に最も良く示す
ように、シリンダ21とピストンロッド23を備えてい
る。シリンダ21の内部は、ピストンロッド23の先端
のピストン24で2つの油室21A、21Bに仕切られ
ている。ピストン24内部には、油室21Bから油室2
1Aへの油流入を阻止する逆止弁37が組み込まれてい
る。
【0014】ピストンロッド23の端部は、ジョイント
26を介して、台車枠13側面のブラケット12(図2
参照)に取り付けられている。一方、シリンダ21の端
面は、前述の通り、ジョイント25を介して、ブラケッ
ト28に取り付けられている。
【0015】図3に示すように、油圧ダンパ20には、
バイパス回路30が接続されている。バイパス回路30
は、回路抵抗の低い第1バイパス回路31と、回路抵抗
調整弁(調圧弁)45が設けられた第2バイパス回路3
5を備えている。第1バイパス回路31と第2バイパス
回路35間には、これら両回路を切り替える電磁式の切
替弁41が組み込まれている。第2バイパス回路35中
の調圧弁45は、流れ速度に比例した抵抗が油圧ダンパ
に生じるように設定されている。バイパス回路30の出
側(図3の右側)において、シリンダ21の油室21A
の手前には、シリンダ21側からバイパス回路30側へ
の油流入を阻止する逆止弁33が組み込まれている。
【0016】バイパス回路30の切替弁41は、コント
ローラ55に接続されている。このコントローラ55に
は、車両の速度を検出する車両速度センサ50が接続さ
れている。コントローラ55は、車両速度センサ50か
らの速度信号に応じて切替弁41を切り替える指令を行
う。車両速度センサ50からの速度信号が約50km/
h以下になると、切替弁41がONとなって(図の左の
矢印の状態に切り替わって)、シリンダ21内の油が第
1バイパス回路31に流れる(油圧リリース状態)。一
方、同センサ50からの速度信号が50km/hより大
きい場合は、切替弁41がOFF(図3の状態)となっ
て、シリンダ21内の油が第2バイパス回路35に流れ
る(ダンパ機能状態)。以上が、ヨーダンパのダンパ定
数切替機構を構成する。
【0017】次に、前記の構成からなる鉄道車両の作用
を説明する。 (I)車両の低速走行時 車両の低速走行時(車両速度センサ50からの速度信号
が約50km/h以下)の場合は、切替弁41がONと
なる。このとき、バイパス回路30は第1バイパス回路
31が通過可能となって、シリンダ21の油室21B内
→切替弁41→第1バイパス回路31→油室21Aの順
で油が流れる。この場合は、油が調圧弁45を流れない
ので、バイパス回路がオープンになり、油圧がリリース
された状態となる。
【0018】このとき、油圧がリリースされた状態とな
るので、油圧ダンパ20のピストン24には抵抗力がほ
とんど作用しない。したがって、車体10−台車11間
は、実質的に油圧ダンパ無装着状態に近くなるので、車
両の低速走行時には台車11に大きな横圧が作用しな
い。
【0019】(II)車両の高速走行時 車両の高速走行時(車両速度センサ50からの速度信号
が50km/hより大)の場合は、切替弁41がOFF
となる(図3参照)。このとき、バイパス回路30は第
2バイパス回路35が通過可能となって、シリンダ21
の油室21B内→切替弁41→調圧弁45→第2バイパ
ス回路35→油室21Aの順で油が流れる。この場合
は、油が調圧弁45を流れるので、油圧ダンパ20のピ
ストン24には回路抵抗が働き、ダンパ機能が確保され
る状態となる。
【0020】このように、本発明に係る鉄道車両は、車
両の速度(速度信号)に応じてバイパス回路30の切替
弁41を切り替え、油圧ダンパ20のダンパ定数を切り
替えるので、車両の高速走行時の蛇行動の抑制(ダンパ
機能)を従来通りに実現できるとともに、低速走行時の
大きな横圧の作用を回避できる。そのため、低速走行時
の車輪やレールの摩耗を低減できるとともに、急曲線低
速走行時の脱線の可能性を低減できる。特に、新幹線と
在来線が共存する新在直通車両や、軌間可変台車等で
は、高速走行性能を保ちつつ、低速時の横圧の低減が要
求されるので、本発明を用いるとこの種のニーズにも適
切に応えることが可能となる。
【0021】さらに、バイパス回路30を三本設けて、
二個の調圧弁を切り替えるようにすれば、ダンパ定数を
三段階に切り替えることができる。そして、車両の中速
域(100km/h程度)では、比較的“柔”のダンパ
定数を設定することもできる。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、高速走行時の蛇行動の抑制を従来通りに実現
できるとともに、低速走行時の大きな横圧の作用を回避
できる。そのため、低速走行時の車輪やレールの摩耗を
低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の台車部分
を示す側面図及び制御ブロック図である。
【図2】同鉄道車両の台車部分の平面図である。
【図3】同鉄道車両のヨーダンパ(油圧シリンダ)及び
その制御機構を示す模式図である。
【符号の説明】
10 車体 11
台車 12、28 ブラケット 13
台車枠 14 中心ピン 15
車輪 16 車軸 17
輪軸 18 空気バネ 20(20R、20L) 油圧ダンパ 21 シリンダ 21
A、21B 油室 23 ピストンロッド 24
ピストン 25、26 ジョイント 30
バイパス回路 31 第1バイパス回路 33、
37 逆止弁 35 第2バイパス回路 41
切替弁 45 回路抵抗調整弁(調圧弁) 55
コントローラ 50 車両速度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前橋 栄一 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 徳田 憲暁 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 高井 秀之 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 Fターム(参考) 3J048 AA06 AC04 BE03 CB21 DA04 EA36 3J069 AA50 EE01 EE62

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 輪軸組立体及びその上に保持された台車
    枠を有する台車と、 該台車上に搭載された車体と、 前記台車と前記車体との間に設けられた、両者間のヨー
    イング運動を減衰するヨーダンパと、を備える鉄道車両
    であって、 該車両の速度に応じて前記ヨーダンパのダンパ定数を切
    り替えることを特徴とする鉄道車両。
  2. 【請求項2】 前記車両の速度が一定値以下の場合は、
    前記ヨーダンパの減衰を実質的にオフにすることを特徴
    とする請求項1記載の鉄道車両。
  3. 【請求項3】 前記ヨーダンパが油圧ダンパであって、 該油圧ダンパが、 回路抵抗の低い第1バイパス回路と、 回路抵抗調整弁が設けられた第2バイパス回路と、 前記両バイパス回路の切替弁と、 を有し、 前記切替弁を前記車両の速度信号に応じて切り替えるこ
    とを特徴とする請求項1記載の鉄道車両。
JP2002066712A 2002-03-12 2002-03-12 鉄道車両 Pending JP2003261025A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100659708B1 (ko) 2005-07-13 2006-12-21 한국철도기술연구원 엠알유체를 이용한 대차 주행안정장치 및 주행안전방법
WO2010054166A2 (en) * 2008-11-06 2010-05-14 Furrer Fredrick J Adjustable monotube shock absorber

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WO2010054166A2 (en) * 2008-11-06 2010-05-14 Furrer Fredrick J Adjustable monotube shock absorber
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