JP2005007944A - 鉄道車両の振動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、鉄道車両の高速化に対応して、液圧源及び装置自体をコンパクト化でき、車両の乗心地を向上することにある。
【解決手段】台車上にばねを介して支持された車体と台車との間に、前記空気ばねに併設して設けられた液圧アクチュエータと、該液圧アクチュエータを動作させる液圧媒体を供給する液圧源と、該液圧源から該液圧アクチュエータへ供給される液圧媒体と、該液圧媒体を制御する電動モータと、車体の振動加速度を検知する加速度検知手段と、加速度検知手段の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するよう制御入力を補償して、該電動モータを制御する制御器とから構成し、前記液圧式アクチュエータの各液圧室を絞り手段を介して連通し、台車から車体に伝わる振動のうち前記電動モータの制御可能な周波数以上の振動を抑制する絞り径で構成するようにしたことである。
【選択図】 図１
【解決手段】台車上にばねを介して支持された車体と台車との間に、前記空気ばねに併設して設けられた液圧アクチュエータと、該液圧アクチュエータを動作させる液圧媒体を供給する液圧源と、該液圧源から該液圧アクチュエータへ供給される液圧媒体と、該液圧媒体を制御する電動モータと、車体の振動加速度を検知する加速度検知手段と、加速度検知手段の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するよう制御入力を補償して、該電動モータを制御する制御器とから構成し、前記液圧式アクチュエータの各液圧室を絞り手段を介して連通し、台車から車体に伝わる振動のうち前記電動モータの制御可能な周波数以上の振動を抑制する絞り径で構成するようにしたことである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の乗り心地を改善するための振動制御装置に係り、特に液圧アクチュエータと電動モータを用いた鉄道車両の振動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉄道車両の振動制御装置は、特開昭６０−２２９８５８号公報に記載のように、台車上にばねを介して支持された車体と台車との間に、前記空気ばねに併設して設けられた液圧アクチュエータと、該液圧アクチュエータを動作させる液圧媒体を供給する液圧源と、液圧源から液圧アクチュエータへ供給される液圧媒体を制御するサーボ弁と、車体の振動加速度を検知する加速度検知手段と、加速度検知手段の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するように制御入力を補償してサーボ弁を制御する制御器とから構成し、前記液圧アクチュエータの各液圧室を絞り手段を介して連通している。
【０００３】
また、台車上にばねを介して支持された車体と台車との間に、空気ばねに併設して設けられた液圧アクチュエータと、液圧アクチュエータを動作させる液圧媒体を供給する液圧源と、液圧源から液圧アクチュエータへ供給される液圧媒体と、液圧媒体を制御する電動モータとから構成した制御装置が公知である。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６０−２２９８５８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の前者の従来技術においては、サーボ弁を介して液圧アクチュエータを制御するため、サーボ弁と液圧アクチュエータを繋ぐ液圧配管系や、サーボ弁と液圧源を繋ぐ液圧配管系が必要な構成である。また、サーボ弁駆動のため液圧源が比較的大きな容量が必要であった。
【０００６】
後者の従来技術においては、液圧源から液圧アクチュエータへ供給される液圧媒体と、液圧媒体を制御する電動モータで構成され、台車側からの衝撃的な振動に対して、車体側が敏感に反応していた。
【０００７】
以上のことから、サーボ弁と液圧アクチュエータの構成では、サーボ弁駆動のため液圧源が比較的大きな容量が必要であり、装置自体が大きくなり、さらに配管系が長くなり、重量軽減やメンテナンス性が劣っていた。電動モータと液圧アクチュエータの構成では、台車側からの衝撃的な振動に対して、車体側が敏感に反応するため、車体側の乗心地が悪化するという問題が発生していた。
【０００８】
本発明の目的は、鉄道車両の高速化に対応して、液圧源及び装置自体をコンパクト化でき、台車側からの衝撃的な振動に対しても車体側が敏感に反応せず、車体の乗心地向上を確保できる振動制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、台車上にばねを介して支持された車体と台車との間に、前記空気ばねに併設して設けられた液圧アクチュエータと、該液圧アクチュエータを動作させる液圧媒体を供給する液圧源と、該液圧源から該液圧アクチュエータへ供給される液圧媒体と、該液圧媒体を制御する電動モータと、車体の振動加速度を検知する加速度検知手段と、加速度検知手段の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するよう制御入力を補償して、該電動モータを制御する制御器とから構成した鉄道車両の振動制御装置において、
前記液圧式アクチュエータの各液圧室を絞り手段を介して連通し、台車から車体に伝わる振動のうち前記電動モータの制御可能な周波数以上の振動を抑制する絞り径で構成するようにしたことである。また、前記絞り手段の絞り径を固定としたことである。さらに、前記絞り手段の絞り径を減少可能な可変絞りによって構成したことである。前記電動モータはサーボモータ等を用いている。また、前記液圧アクチュエータと前記液圧源とを繋ぐ液圧配管系に、液圧媒体の供給を遮断する遮断手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
これによれば、高速化に対応して、液圧源及び装置自体をコンパクト化でき、台車側からの衝撃的な振動に対しても車体側が敏感に反応せず、車体での良好な振動状態を維持できる効果が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による車両用振動制御装置の一実施例を図１から図３によって説明する。
【００１２】
台車１上に空気ばね２を介して支持された車体３と台車１との間に、前記空気ばね２に併設して設けられた液圧アクチュエータ９と、液圧アクチュエータ９を動作させる液圧媒体を供給する液圧源１７と、液圧源１７から液圧アクチュエータ９へ供給される液圧媒体と、液圧媒体を制御する電動モータ１６と、車体の振動加速度を検知する加速度検知手段１０と、加速度検知手段１０の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するよう制御入力を補償して、電動モータ１６により双方向ポンプ１５を介して液圧アクチュエータ９を制御する制御器１１から構成している。液圧アクチュエータ９は左右動ダンパ８と台車１と車体３の間の左右に併設されている。４は車輪、５は車軸、６は軸箱、７は軸ばねである。液圧アクチュエータ９の各液圧室は、絞り手段１４を介して連通している。液圧アクチュエータ９において、シリンダ１２内部のピストン１３には絞り手段１４が固定されて伸縮動作を行う。絞り手段１４の絞り径の寸法は、固定としている。液圧アクチュエータ９と液圧源１７とを繋ぐ電磁弁ブロック１８に、液圧媒体の供給を遮断する遮断手段１９を設けている。液圧源１７は、与圧をかけたアキュムレータからなり、少量のタンク容量での流量供給や圧力供給ができるものである。
【００１３】
このような構成において、液圧源１７，電動モータ１６及び双方向ポンプ１５が一体であるため装置自体がコンパクトであり、重量軽減が図られることになる。また、液圧源１７と液圧アクチュエータ９とを電磁弁ブロック１８等で繋ぐため漏れ等に関するメンテナンス性が向上する。さらに、台車１側からの衝撃的な振動に対しては、液圧アクチュエータ９の各液圧室を絞り手段１４を介して連通しているため、台車１から車体３に伝わる主体的な１〜２Ｈｚ程度の振動のうち、電動モータ１６の制御可能な周波数以上の振動を抑制する絞り径とした場合には、台車１からの衝撃的な振動成分や高周波数成分に対して車体３側が敏感に反応しないことになる。
【００１４】
次に、異常検知時の動作状況について説明する。
【００１５】
液圧アクチュエータ９と液圧源１７とを繋ぐ電磁弁ブロック１８において、液圧媒体の供給を遮断する遮断手段１９を設けることにより、液圧アクチュエータ９の各液圧室は絞り手段１４を介すため、車体３と台車１間に減衰作用が発生した状態でのパッシブ状態に保持できることになる。
【００１６】
以上のように、高速走行時に対応した軽量・小型化が可能で、さらに絞り機構の作用により異常時のフェイルセイフ性向上と、高周波振動に対して悪影響がないため、車体３での良好な振動状態を維持でき、かつ振動制御性能を効果が得られる。
【００１７】
図４の実施例について説明する。同図において、前記一実施例と同一符号は同一部材を示すものである。本実施例の前記一実施例との相違点は、絞り手段の絞り径を減少可能な可変絞り手段２０を設け、絞り手段２０の絞り径を電気配線２１を介して、電気的に変化させる絞り可変器２２を設けたことである。
【００１８】
これにより、車両のパッシブ状態での乗心地の適正化や車体重量変化や速度変化に対応させて絞り径を変化させることにより、車両の振動状態の最適化を行い乗心地改善を図れることになる。また、流量の増加抑制や高周波振動の制御性能を電気的に改善できることになる。
【００１９】
以上これらの構成は、左右方向の振動制御について述べたものであるが、上下方向にも適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、高速化に対応した液圧源及び装置自体をコンパクト化でき、台車側からの衝撃的な振動や高周波振動に対しても車体側が敏感に反応せず、車体での良好な振動状態を維持できる振動制御効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の鉄道車両の振動制御装置である。
【図２】図１の液圧アクチュエータ部の概観図である。
【図３】図２の液圧アクチュエータ部のブロック図である。
【図４】本発明の一実施例の鉄道車両の振動制御装置である。
【符号の説明】
１…台車、２…空気ばね、３…車体、８…左右動ダンパ、９…液圧アクチュエータ、１０…加速度検知手段、１１…制御器、１２…シリンダ、１３…ピストン、１４…絞り手段、１５…双方向ポンプ、１６…電動モータ、１７…液圧源、１８…電磁弁ブロック、１９…遮断手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の乗り心地を改善するための振動制御装置に係り、特に液圧アクチュエータと電動モータを用いた鉄道車両の振動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉄道車両の振動制御装置は、特開昭６０−２２９８５８号公報に記載のように、台車上にばねを介して支持された車体と台車との間に、前記空気ばねに併設して設けられた液圧アクチュエータと、該液圧アクチュエータを動作させる液圧媒体を供給する液圧源と、液圧源から液圧アクチュエータへ供給される液圧媒体を制御するサーボ弁と、車体の振動加速度を検知する加速度検知手段と、加速度検知手段の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するように制御入力を補償してサーボ弁を制御する制御器とから構成し、前記液圧アクチュエータの各液圧室を絞り手段を介して連通している。
【０００３】
また、台車上にばねを介して支持された車体と台車との間に、空気ばねに併設して設けられた液圧アクチュエータと、液圧アクチュエータを動作させる液圧媒体を供給する液圧源と、液圧源から液圧アクチュエータへ供給される液圧媒体と、液圧媒体を制御する電動モータとから構成した制御装置が公知である。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６０−２２９８５８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の前者の従来技術においては、サーボ弁を介して液圧アクチュエータを制御するため、サーボ弁と液圧アクチュエータを繋ぐ液圧配管系や、サーボ弁と液圧源を繋ぐ液圧配管系が必要な構成である。また、サーボ弁駆動のため液圧源が比較的大きな容量が必要であった。
【０００６】
後者の従来技術においては、液圧源から液圧アクチュエータへ供給される液圧媒体と、液圧媒体を制御する電動モータで構成され、台車側からの衝撃的な振動に対して、車体側が敏感に反応していた。
【０００７】
以上のことから、サーボ弁と液圧アクチュエータの構成では、サーボ弁駆動のため液圧源が比較的大きな容量が必要であり、装置自体が大きくなり、さらに配管系が長くなり、重量軽減やメンテナンス性が劣っていた。電動モータと液圧アクチュエータの構成では、台車側からの衝撃的な振動に対して、車体側が敏感に反応するため、車体側の乗心地が悪化するという問題が発生していた。
【０００８】
本発明の目的は、鉄道車両の高速化に対応して、液圧源及び装置自体をコンパクト化でき、台車側からの衝撃的な振動に対しても車体側が敏感に反応せず、車体の乗心地向上を確保できる振動制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、台車上にばねを介して支持された車体と台車との間に、前記空気ばねに併設して設けられた液圧アクチュエータと、該液圧アクチュエータを動作させる液圧媒体を供給する液圧源と、該液圧源から該液圧アクチュエータへ供給される液圧媒体と、該液圧媒体を制御する電動モータと、車体の振動加速度を検知する加速度検知手段と、加速度検知手段の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するよう制御入力を補償して、該電動モータを制御する制御器とから構成した鉄道車両の振動制御装置において、
前記液圧式アクチュエータの各液圧室を絞り手段を介して連通し、台車から車体に伝わる振動のうち前記電動モータの制御可能な周波数以上の振動を抑制する絞り径で構成するようにしたことである。また、前記絞り手段の絞り径を固定としたことである。さらに、前記絞り手段の絞り径を減少可能な可変絞りによって構成したことである。前記電動モータはサーボモータ等を用いている。また、前記液圧アクチュエータと前記液圧源とを繋ぐ液圧配管系に、液圧媒体の供給を遮断する遮断手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
これによれば、高速化に対応して、液圧源及び装置自体をコンパクト化でき、台車側からの衝撃的な振動に対しても車体側が敏感に反応せず、車体での良好な振動状態を維持できる効果が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による車両用振動制御装置の一実施例を図１から図３によって説明する。
【００１２】
台車１上に空気ばね２を介して支持された車体３と台車１との間に、前記空気ばね２に併設して設けられた液圧アクチュエータ９と、液圧アクチュエータ９を動作させる液圧媒体を供給する液圧源１７と、液圧源１７から液圧アクチュエータ９へ供給される液圧媒体と、液圧媒体を制御する電動モータ１６と、車体の振動加速度を検知する加速度検知手段１０と、加速度検知手段１０の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するよう制御入力を補償して、電動モータ１６により双方向ポンプ１５を介して液圧アクチュエータ９を制御する制御器１１から構成している。液圧アクチュエータ９は左右動ダンパ８と台車１と車体３の間の左右に併設されている。４は車輪、５は車軸、６は軸箱、７は軸ばねである。液圧アクチュエータ９の各液圧室は、絞り手段１４を介して連通している。液圧アクチュエータ９において、シリンダ１２内部のピストン１３には絞り手段１４が固定されて伸縮動作を行う。絞り手段１４の絞り径の寸法は、固定としている。液圧アクチュエータ９と液圧源１７とを繋ぐ電磁弁ブロック１８に、液圧媒体の供給を遮断する遮断手段１９を設けている。液圧源１７は、与圧をかけたアキュムレータからなり、少量のタンク容量での流量供給や圧力供給ができるものである。
【００１３】
このような構成において、液圧源１７，電動モータ１６及び双方向ポンプ１５が一体であるため装置自体がコンパクトであり、重量軽減が図られることになる。また、液圧源１７と液圧アクチュエータ９とを電磁弁ブロック１８等で繋ぐため漏れ等に関するメンテナンス性が向上する。さらに、台車１側からの衝撃的な振動に対しては、液圧アクチュエータ９の各液圧室を絞り手段１４を介して連通しているため、台車１から車体３に伝わる主体的な１〜２Ｈｚ程度の振動のうち、電動モータ１６の制御可能な周波数以上の振動を抑制する絞り径とした場合には、台車１からの衝撃的な振動成分や高周波数成分に対して車体３側が敏感に反応しないことになる。
【００１４】
次に、異常検知時の動作状況について説明する。
【００１５】
液圧アクチュエータ９と液圧源１７とを繋ぐ電磁弁ブロック１８において、液圧媒体の供給を遮断する遮断手段１９を設けることにより、液圧アクチュエータ９の各液圧室は絞り手段１４を介すため、車体３と台車１間に減衰作用が発生した状態でのパッシブ状態に保持できることになる。
【００１６】
以上のように、高速走行時に対応した軽量・小型化が可能で、さらに絞り機構の作用により異常時のフェイルセイフ性向上と、高周波振動に対して悪影響がないため、車体３での良好な振動状態を維持でき、かつ振動制御性能を効果が得られる。
【００１７】
図４の実施例について説明する。同図において、前記一実施例と同一符号は同一部材を示すものである。本実施例の前記一実施例との相違点は、絞り手段の絞り径を減少可能な可変絞り手段２０を設け、絞り手段２０の絞り径を電気配線２１を介して、電気的に変化させる絞り可変器２２を設けたことである。
【００１８】
これにより、車両のパッシブ状態での乗心地の適正化や車体重量変化や速度変化に対応させて絞り径を変化させることにより、車両の振動状態の最適化を行い乗心地改善を図れることになる。また、流量の増加抑制や高周波振動の制御性能を電気的に改善できることになる。
【００１９】
以上これらの構成は、左右方向の振動制御について述べたものであるが、上下方向にも適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、高速化に対応した液圧源及び装置自体をコンパクト化でき、台車側からの衝撃的な振動や高周波振動に対しても車体側が敏感に反応せず、車体での良好な振動状態を維持できる振動制御効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の鉄道車両の振動制御装置である。
【図２】図１の液圧アクチュエータ部の概観図である。
【図３】図２の液圧アクチュエータ部のブロック図である。
【図４】本発明の一実施例の鉄道車両の振動制御装置である。
【符号の説明】
１…台車、２…空気ばね、３…車体、８…左右動ダンパ、９…液圧アクチュエータ、１０…加速度検知手段、１１…制御器、１２…シリンダ、１３…ピストン、１４…絞り手段、１５…双方向ポンプ、１６…電動モータ、１７…液圧源、１８…電磁弁ブロック、１９…遮断手段。
Claims (4)
- 台車上に空気ばねを介して支持された車体と台車との間に、前記空気ばねに併設して設けられた液圧アクチュエータと、該液圧アクチュエータを動作させる液圧媒体を供給する液圧源と、該液圧源から該液圧アクチュエータへ供給される液圧媒体と、該液圧媒体を制御する電動モータと、車体の振動加速度を検知する加速度検知手段と、加速度検知手段の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するよう制御入力を補償して、該電動モータにより双方向ポンプを介して液圧アクチュエータを制御する制御器とから構成した鉄道車両の振動制御装置において、
前記液圧式アクチュエータの各液圧室を絞り手段を介して連通し、台車から車体に伝わる振動のうち前記電動モータの制御可能な周波数以上の振動を抑制する絞り径で構成したことを特徴とする鉄道車両の振動制御装置。 - 請求項１において、前記絞り手段の絞り径を固定としたことを特徴とする鉄道車両の振動制御装置。
- 請求項１において、前記絞り手段の絞り径を減少可能な可変絞りによって構成したことを特徴とする鉄道車両の振動制御装置。
- 請求項１において、前記液圧アクチュエータと前記液圧源とを繋ぐ液圧配管系に、液圧媒体の供給を遮断する遮断手段を設けたことを特徴とする鉄道車両の振動制御装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003171464A JP2005007944A (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 鉄道車両の振動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003171464A JP2005007944A (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 鉄道車両の振動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005007944A true JP2005007944A (ja) | 2005-01-13 |
Family
ID=34095898
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003171464A Pending JP2005007944A (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 鉄道車両の振動制御装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2005007944A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2003
- 2003-06-17 JP JP2003171464A patent/JP2005007944A/ja active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060420 |