JP2014151794A - 軌道式車両 - Google Patents

Abstract

【課題】懸架枠から車体に伝達される振動を抑制して、乗り心地（振動や騒音）の向上を図ることが可能な軌道式車両を提供する。
【解決手段】車体２と、該車体２の下部に固定されて、該車体２の下方に向かって延びる懸架枠１２と、駆動部５によって回転駆動される輪軸と、車両進行方向に延びて一端が輪軸に接続され、他端が懸架枠１２に接続される牽引リンク１１と、を有し、車体２を下方から支持する走行装置３と、懸架枠１２に設けられ、車両進行方向の振動を抑制する動吸振器４と、を備えることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

この発明は、ガイドレール等に案内されて軌道を走行する軌道式車両に関する。

バスや鉄道以外の新たな交通手段として、ゴムタイヤを装着した車輪によって軌道を走行する軌道系交通システムが知られている。この種の軌道系交通システムは、一般に、「新交通システム」や「ＡＰＭ（Automated People Mover）」等と呼ばれている。この軌道系交通システムにあっては、車両の両側部などに配された案内輪が、軌道に沿って設けられたガイドレールに案内される。

上述した軌道系交通システムにあっては、車体に上下方向の弾性振動などが発生する場合があるため、上下方向の弾性振動を抑制する制振装置を車体の床面などに取り付けたものがある（特許文献１参照）。この制振装置は、可動マスと、ダンパ要素およびばね要素と、可動マスの固有振動数を変化させる機構とを備え、車両重量に応じて可動マスの固有振動数を変化させて、車体の弾性振動を打ち消すように可動マスの慣性力を作用させている。

図１１は、一般的な軌道式車両４０１の概略構成を示している。車体４０２の床構造には、防振ゴム４１３ａを介して電動機４０５が取り付けられている。さらに、車体４０２の床構造には、下方に向かって延びる懸架枠４１２が取り付けられている。懸架枠４１２は、車輪４０９による駆動力および制動力、すなわち車両進行方向の力を車体４０２に伝達する部材である。懸架枠４１２は、牽引リンク４１１を介して車輪４０９を軸支する台車枠（図示せず）に接続されている。牽引リンク４１１は、上下平行に配置された一対のリンク部材４１７，４１８を二組備えている。これら二組のリンク部材４１７，４１８は、それぞれ車幅方向に離間して配置された台車枠と上記懸架枠４１２とに対して、上下方向に揺動可能にピン結合されている。

電動機４０５は、回転動力を伝達するための駆動軸４０６を介してギヤボックス４０７に接続されている。ギヤボックス４０７には、車軸（図示せず）が接続され、電動機４０５からの回転動力が車軸に分配されるようになっている。車軸は、車幅方向両側に延びてそれぞれ走行用の車輪４０９に接続されている。ここで、図示を省略するが、台車枠と車体４０２との間には、空気ばねなどの緩衝装置が設けられており、路面の凹凸などに起因する台車枠の上下方向の振動が、車体４０２に伝達され難いようになっている。

特開２０１０−２４１３５６号公報

ところで、上述した軌道式車両４０１にあっては、電動機４０５を支持する防振ゴム４１３ａや、台車枠と車体４０２との間に配される緩衝装置によって車体４０２への振動の伝達が防止されている。また、車体４０２においてもフロアに制振装置を設けることで上下方向の振動が抑制可能となっている。
しかしながら、電動機４０５等の回転振動は、牽引リンク４１１および懸架枠４１２を介して車体４０２に伝達されてしまう場合がある。より具体的には、電動機４０５などの回転振動が、駆動軸４０６及びギヤボックス４０７に伝わり、台車枠に伝わる。そして、この台車枠に伝わった振動のうち、主に、牽引リンク４１１が懸架枠４１２に伝達する力の方向と一致する車両進行方向の振動が懸架枠４１２に伝達されてしまう。懸架枠４１２は、車両進行方向の力を効率よく車体４０２に伝達するように構成されているため、懸架枠４１２の振動（例えば、図１１中、二点差線で示す方向への変位）が車体４０２に伝達されてしまい乗員の乗り心地（振動や騒音）が悪化してしまう虞がある。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、懸架枠から車体に伝達される振動を抑制して、乗り心地（振動や騒音）の向上を図ることが可能な軌道式車両を提供するものである。

上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明に係る軌道式車両は、車体と、該車体の下部に固定されて、該車体の下方に向かって延びる懸架枠と、駆動部によって回転駆動される輪軸と、車両進行方向に延びて一端が前記輪軸に接続され、他端が前記懸架枠に接続される牽引リンクと、を有し、前記車体を下方から支持する走行装置と、前記懸架枠に設けられ、車両進行方向の振動を抑制する動吸振器と、を備えることを特徴としている。
このように構成することで、牽引リンクを介して懸架枠に伝達される車両進行方向の振動を、懸架枠に設けられた動吸振器によって抑制することができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記動吸振器が、前記懸架枠の前記車体に固定される基部とは反対側の端部に配されるようにしてもよい。
懸架枠は、車体に固定される基部側を支点として揺動するように振動する。つまり、基部側よりも端部側の振幅が大きくなるので、この振幅が大きい端部側を動吸振器によって制振することができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記動吸振器が、該動吸振器の固有振動数を変化させる固有振動数可変機構を備えていてもよい。
このように構成することで、振動周波数のピークなどに応じて動吸振器の固有振動数を変化させることができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記固有振動数可変機構を動作させるアクチュエータと、該アクチュエータを駆動制御する固有振動数制御部とを備えていてもよい。
このように構成することで、固有振動数制御部によって動吸振器の固有振動数を変化させることができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記軌道式車両において、車両状態を検出する車両状態検出部と、前記車両状態検出部の検出結果に基づき前記懸架枠の振動周波数を求める振動数算出部と、該振動数算出部により算出された前記懸架枠の振動周波数に基づき前記アクチュエータの動作量を算出する動作量算出部と、を備えていてもよい。
このように構成することで、車両状態に応じた懸架枠の振動周波数を求めて、この振動周波数に基づいた動作量だけアクチュエータを動作させることができる。すなわち動吸振器の固有振動数を変化させることができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記車両状態検出部が、前記駆動部の回転数を検出する回転数検出部を備え、前記動作量算出部は、回転数検出部の検出結果に基づいて前記アクチュエータの動作量を算出するようにしてもよい。
このように構成することで、駆動部の回転数の変化により振動周波数が変化した場合であっても、その振動周波数の変化に応じて動吸振器の固有振動数を変化させることができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記車両状態検出部が、前記輪軸の振動を検出する振動検出部を備え、前記動作量算出部が、振動検出部の検出結果に基づいて前記アクチュエータの動作量を算出するようにしてもよい。
このように構成することで、振動検出部の検出結果に基づいて、動吸振器の固有振動数をアクチュエータによってフィードバック制御することができる。

さらに、この発明に係る軌道式車両は、上記車両状態検出部が、予め設定された運行速度パターンを記憶する運行速度パターン記憶部を備え、前記動作量算出部が、運行速度パターンに基づいて前記アクチュエータの動作量を算出するようにしてもよい。
運行速度パターン、すなわち車両速度のパターンと駆動部の回転数とは対応関係にあるため、運行速度パターンに基づいて、懸架枠の振動を抑制する固有振動数となるように、動吸振器の固有振動数を、アクチュエータによってフィードフォワード制御することができる。

この発明に係る軌道式車両によれば、懸架枠から車体に伝達される振動を抑制して、乗り心地（振動や騒音）の向上を図ることが可能になる。

この発明の第一実施形態における軌道式車両の概略構成を示す側面図である。 上記軌道式車両が備える走行装置の概略構成を示す平面図である 上記軌道式車両におけるパワートレインから車体までの振動の伝達経路の説明図である。 この発明の第一実施形態の第一変形例における軌道車両の図１に相当する側面図である。 この発明の第一実施形態の第二変形例における図１に相当する側面図である。 この発明の第二実施形態における軌道式車両の構成図である。 上記第二実施形態における制御部の機能ブロック図である。 この発明の第二実施形態の第一変形例における軌道式車両の構成図である。 この発明の第二実施形態の第二変形例における軌道式車両の構成図である。 上記第二実施形態の第二変形例におけるダンパ部の断面図であって、（ａ）は、支持部材の断面二次モーメントを最も低くした場合を示し、（ｂ）は、支持部材の断面二次モーメントを最も高くした場合を示している。 一般的な軌道式車両における図１に相当する側面図である。

次に、この発明の第一実施形態における軌道式車両について図面に基づき説明する。
図１は、この第一実施形態の軌道式車両１の概略構成を示す側面図である。また、図２は、走行装置３の概略構成を示す平面図である。
図１、図２に示すように、軌道式車両１は、車体２と、走行装置３と、動吸振器４と、を備えている。
車体２は、前後方向に長い略直方体の中空形状をなしている。この車体２の内部には、乗客を収容可能な空間が形成されている。

走行装置３は、電動機５と、ドライブシャフト６と、ギヤボックス７と、アクスルシャフト８と、走行用の車輪９と、台車枠１０と、緩衝装置（図示せず）と、牽引リンク１１と、懸架枠１２と、を備えている。車輪９は、ゴムタイヤが装着されたタイヤ付車輪である。

電動機５（駆動部）は、外部から供給される電力を用いて回転動力を発生する。この電動機５の駆動軸（図示せず）には、ドライブシャフト６が接続されている。電動機５は、このドライブシャフト６を介してギヤボックス７に接続されている。また、電動機５は、外部を覆うケーシング１３を有しており、このケーシング１３が、防振ゴム等の防振材１３ａを介して車体２の床部１４下面に取り付けられている。

ギヤボックス７は、差動機構および減速機構等の動力伝達機構を収容している。電動機５からドライブシャフト６を介してギヤボックス７に伝達される回転動力は、アクスルシャフト８に分配される。アクスルシャフト８は、ギヤボックス７から車幅方向両側に延びてそれぞれ走行用の車輪９に連係される。

台車枠１０は、アクスルシャフト８を回転可能に支持する。台車枠１０は、車幅方向に離間して設けられ車幅方向両側で各アクスルシャフト８を支持している。これらアクスルシャフト８と車輪９と台車枠１０によって輪軸１５が構成されている。つまり、電動機５によって輪軸１５が回転駆動される。また、これら台車枠１０と車体２の床部１４との間には、空気ばね等を備える緩衝装置（図示せず）が配されている。台車枠１０は、走行用の車輪９からの駆動力および制動力、すなわち、輪軸１５に作用する車両進行方向の力を受けとめる。

牽引リンク１１は、緩衝装置の空気ばね等の伸縮動作による台車枠１０の上下方向への変位を許容しつつ、台車枠１０から懸架枠１２に上記車両進行方向の力を伝達する。牽引リンク１１は、互いに略平行に車両進行方向に延びる上リンク部１６と下リンク部１７とを備えている。これら上リンク部１６と下リンク部１７とは、上下方向に揺動可能に台車枠１０および懸架枠１２に結合されている。

懸架枠１２は、牽引リンク１１から伝達される車両進行方向の力を車体２に伝達する部材である。懸架枠１２は、固定部１８と、垂下部１９と、を備えている。固定部１８は、車体２の床部１４に固定される部分であって、車輪９の上方において車両進行方向に延在している。垂下部１９は、牽引リンク１１の上リンク部１６と下リンク部１７とを揺動可能に支持する部位であって、車体２の床部１４から垂直下方に延びるように形成されている。この垂下部１９の下面２０は、下リンク部１７を支持する位置の直ぐ下に配されている。ここで、上述した懸架枠１２の垂下部１９は、基部側が車体２に固定されるため、車体２から離間するほど、車両進行方向の振幅が大きくなる傾向がある。

動吸振器４は、主に懸架枠１２に加わる車両進行方向の振動を抑制する。この動吸振器４は、懸架枠１２の垂下部１９の下面２０に取り付けられている。より具体的には、動吸振器４は、垂下部１９の下面２０に固定されたダンパ部２１と、このダンパ部２１の下面２２に固定されたおもり部２３と、を備えている。ダンパ部２１は、ばね要素を有する金属やゴム等の弾性体により形成されている。おもり部２３は、所定の質量を有する金属等により形成されている。これらダンパ部２１の厚さ寸法（換言すれば、上下方向の長さ寸法）や、おもり部２３の質量は、打ち消す対象となる振動周波数に対応した固有振動数が得られるように調整される。

次に、この第一実施形態の軌道式車両１における振動の伝達経路について図３を参照しながら説明する。
まず、パワートレインに起因する加振が発生する（ステップＳ０１）。ここで、パワートレインとは、駆動部である電動機５、ドライブシャフト６、および、ギヤボックス７等、回転動力伝達系である。パワートレインから発せられる振動としては、電動機５の電磁的な振動、ギヤの噛み合いによる振動などがある。なお、電動機５の振動は、防振材１３ａにより直接的に車体２へ伝達されないようになっている。また電動機５の電磁的な振動には、インバータのスイッチングに起因する微振動も含まれる。

次いで、台車枠１０を介して牽引リンク１１が振動する（ステップＳ０２）。
さらに、牽引リンク１１からの振動が懸架枠１２に伝わり、懸架枠１２が振動する（ステップＳ０３）。ここで、牽引リンク１１は、車両進行方向の力を懸架枠１２に伝達する機構であり、また、懸架枠１２が上下に長い形状であるため、主に車両進行方向に振動する。図１中、懸架枠１２の振動方向を矢印で示している（以下、図４、図５も同様）。

次に、懸架枠１２の振動が垂下部１９を介して車体２の床部１４に伝達される（ステップＳ０４）。すると、この振動により床部１４がスピーカとして機能し音（例えば、数百ヘルツ以上）が発する（ステップＳ０５）。そして、この音が車室内の騒音となる（ステップＳ０６）。

すなわち、動吸振器４を牽引リンク１１が連結された懸架枠１２に取り付けることで、ダンパ部２１に対して弾性体のせん断方向に振動の力が加わり、おもり部２３が車両進行方向に振動する。つまり、動吸振器４によって、上述したパワートレインからの車両進行方向の振動が、車体２に伝わる前に打ち消されることとなる。そして、上述したステップＳ０３の段階で振動の伝達を遮断できるため、パワートレインに起因する車室内の騒音が低減される。

したがって、上述した第一実施形態の軌道式車両１によれば、牽引リンク１１を介して懸架枠１２に伝達される車両進行方向の振動を、懸架枠１２に設けられた動吸振器４によって抑制して、懸架枠１２から車体２に伝達される振動を抑制できるため、車室内の騒音を低減して、乗り心地の向上を図ることが可能となる。
また、ダンパ部２１およびおもり部２３を下方に向かって重ねて取り付けていることで、例えば、ダンパ部２１やおもり部２３を交換するなどして動吸振器４の固有振動数を調整する際に、他の周辺部品を外さずに作業性が可能となるため、作業者の負担を軽減できる。

なお、上述した第一実施形態においては、動吸振器４を懸架枠１２の下面に配置する場合について説明したが、動吸振器４の配置は上記配置に限られるものではない。動吸振器４を、例えば図４に示す第一実施形態の第一変形例のように配置しても良い。すなわち、動吸振器４を、懸架枠１２の側面２４に設けても良い。この第一変形例の配置によれば、懸架枠１２が振動すると、動吸振器４のダンパ部２１が圧縮伸長して、おもり部２３が車両進行方向に振動することとなる。そのため、上述したパワートレインからの車両進行方向の振動を、車体２に伝わる前に打ち消すことができる。この場合、振幅がより大きくなる懸架枠１２の下端部にできるだけ近い位置に動吸振器４を配置させることが望ましい。さらに側面２４に動吸振器４を取り付ける場合、動吸振器４をできる限り牽引リンク１１の近くに配置させることが好ましい。

さらに、動吸振器４は、図５に示す第一実施形態の第二変形例のように配置しても良い。この第二変形例の動吸振器４は、ブラケット２５を介して懸架枠１２に固定されている。より具体的には、ブラケット２５は、懸架枠１２の側面２４から車両進行方向に延在する取付上壁部２６、上下方向に延在する側壁２７、および、車両進行方向に延在する下壁２８を有している。そして、取付上壁部２６の下面には、動吸振器４が取り付けられている。すなわち、この第二変形例の動吸振器４の配置によれば、上述した第一実施形態の動吸振器４と同様に、ダンパ部２１をせん断方向で動作させて、懸架枠１２の振動を打ち消すことができる。この第二変形例の動吸振器４の配置は、とりわけ懸架枠１２の下面２０の下方に十分なスペースが確保できない場合に有効である。なお、上記第二変形例においては、ブラケット２５の側壁２７および下壁２８を省略しても良い。

次に、この発明の第二実施形態における軌道式車両について図面を参照して説明する。なお、この第二実施形態の軌道式車両１０１は、上述した第一実施形態の軌道式車両１に対して、動吸振器１０４の固有振動数を変化させる固有振動数可変機構３６を追加したものであるため、上述した第一実施形態と同一部分には同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。

図６に示すように、第二実施形態における軌道式車両１０１は、車体２と、走行装置３と、動吸振器１０４と、第一振動検出部３０と、第二振動検出部３１と、回転数検出部３２と、記憶部３３と、制御部３４と、を備えている。なお、図示都合上、図６において、電動機５と、ドライブシャフト６と、ギヤボックス７と、輪軸１５と、を省略している。

動吸振器１０４は、ダンパ部１２１と、おもり部１２３と、アクチュエータ部３５と、固有振動数可変機構３６とを備えている。
ダンパ部１２１は、上下方向に延在するネジ部材３７を備えている。ネジ部材３７は、車両進行方向に弾性的に揺動可能な金属弾性体からなる。
おもり部１２３は、ネジ部材３７が螺入されるネジ孔３８を有している。また、おもり部１２３は、回転止め機構（図示せず）により懸架枠１２に対する上下変位が許容された状態で回動が規制されている。

アクチュエータ部３５は、懸架枠１２の下面２０とおもり部１２３との距離を変化させるものであり、制御部３４の制御指令に基づいてその動作量が制御される。より具体的には、アクチュエータ部３５は、制御部３４からの回転方向および回転量の制御指令に従ってネジ部材３７を回転させる。
固有振動数可変機構３６は、おもり部１２３のネジ孔３８に形成された雌ネジ３９と、ネジ部材３７に形成された雄ネジ４０と、から構成される。

すなわち、ネジ部材３７がアクチュエータ部３５によって回動されることで、おもり部１２３は、ネジ部材３７の回転量および回転方向に応じて上下方向に所定距離だけ変位するようになっている。このように、おもり部１２３を上下方向に変位させることで、おもり部１２３と懸架枠１２との間のダンパ部１２１がその長さに応じたばね定数に変化する。そのため、おもり部１２３の上下位置が変化することで動吸振器１０４の固有振動数が変化する。

第一振動検出部３０および第二振動検出部３１は、振動を検出する装置であって、加速度センサなどを備えている。第一振動検出部３０は、輪軸１５に取り付けられ、輪軸１５の振動を検出する。また、第二振動検出部３１は、おもり部１２３に取り付けられ、おもり部１２３の振動を検出する。これら第一振動検出部３０および第二振動検出部３１の検出結果は、制御部３４に入力される。なお、この第二実施形態においては、台車枠１０に第一振動検出部３０が取り付けられている。

回転数検出部３２は、駆動部である電動機５の回転数を検出する。この回転数検出部３２による検出結果は、制御部３４に入力される。一般に、電動機５の回転数は、車両速度と比例し、車両速度が高いほど回転数が増加する。

記憶部３３は、不揮発性のメモリ等からなる記憶装置であって、軌道式車両１０１の運行速度パターンが記憶されている。ここで、運行速度パターンとは、軌道式車両１０１の走行位置に対応する車両速度を予め規定したものである。この運行速度パターンの情報は、制御部３４に入力される。

図７に示すように、制御部３４は、振動数算出部４１と、動作量算出部４２と、周波数分析部４３と、動作補正部４４と、を備えている。
振動数算出部４１は、第一加振周波数算出部４５と、第二加振周波数算出部４６と、第三加振周波数算出部４７と、を備えている。
また、動作量算出部４２は、第一動作量算出部４９と、第二動作量算出部５０と、第三動作量算出部５１と、第四動作量算出部５２と、を備えている。

第一加振周波数算出部４５は、記憶部３３に記憶されている運行速度パターンを参照して、懸架枠１２に伝達されるであろう振動の周波数を算出する。より具体的には、振動周波数を、速度と振動周波数とのテーブル、マップ、数式等を用いて求める。そして、第一加振周波数算出部４５は、算出した振動周波数を、第一動作量算出部４９に向けて出力する。

第一動作量算出部４９は、第一加振周波数算出部４５により算出された振動周波数に基づいて、動吸振器１０４の固有振動数を、振動周波数と固有振動数とのテーブル、マップ、数式等を用いて求める。さらに、第一動作量算出部４９は、求められた動吸振器１０４の固有振動数に基づいて、アクチュエータ部３５の動作量を求める。より具体的には、第一動作量算出部４９は、求められた動吸振器１０４の固有振動数が得られるおもり部１２３の位置と、現在のおもり部１２３の位置との差分を求めて、この差分に応じたアクチュエータ部３５の動作量を求める。そして、第一動作量算出部４９は、この動作量の情報を動作補正部４３に出力する。ここで、動吸振器１０４の固有振動数とおもり部１２３の位置との関係は、実測などにより予め求めることができる。上述した運行速度パターンに基づき動吸振器１０４の固有振度数を変化させる制御は、フィードフォワード制御となっている。

第二加振周波数算出部４６は、電動機５の回転数に基づいて、懸架枠１２に伝達される振動の周波数を算出する。より具体的には、振動周波数を、回転数と周波数とのテーブル、マップ、数式等を用いて求める。そして、第二振周波数算出部は、算出した振動周波数を、第二動作量算出部５０に向けて出力する。一般に、電動機５の回転数が高いほど、懸架枠１２に伝達される振動周波数も高くなる。

第二動作量算出部５０は、第一動作量算出部４９と同様に、第二加振周波数算出部４６により算出された周波数に基づいて、動吸振器１０４の固有振動数を、周波数と固有振動数とのテーブル、マップ、数式等を用いて求める。さらに、第二動作量算出部５０は、第一動作量算出部４９と同様に、求められた動吸振器１０４の固有振動数に基づいて、アクチュエータ部３５の動作量を求める。そして、第二動作量算出部５０は、この動作量の情報を動作補正部４３に出力する。上述した電動機５の回転数に基づき動吸振器１０４の固有振度数を変化させる制御は、回転数の実測値を用いておりフィードバック制御となっている。

周波数分析部４３は、輪軸１５に取り付けられた第一振動検出部３０の検出結果に基づいて、周波数分析を行う。より具体的には、周波数分析部４３は、検出された振動に含まれる周波数分布を特定する。

第三加振周波数算出部４７は、周波数分析部４３の分析結果に基づいて、懸架枠１２に伝達される振動の周波数を算出する。また、第三加振周波数算出部４７は、検出された振動に含まれる周波数のうち最も振幅が大きい周波数（ピーク周波数）を抽出する。そして、第三振周波数算出部は、算出した振動周波数を抑制すべき振動周波数の情報として、第三動作量算出部５１に向けて出力する。

第三動作量算出部５１は、第一動作量算出部４９と同様に、第三加振周波数算出部４７により算出された周波数に基づいて、動吸振器１０４の固有振動数を、周波数と固有振動数とのテーブル、マップ、数式等を用いて求める。さらに、第三動作量算出部５１は、求められた動吸振器１０４の固有振動数に基づいて、アクチュエータ部３５の動作量を求める。そして、第三動作量算出部５１は、この動作量の情報を動作補正部４３に出力する。この第一振動検出部３０の検出結果に基づいて動吸振器１０４の固有振度数を変化させる制御も、振動の実測値を用いておりフィードバック制御となっている。

第四動作量算出部５２は、第二振動検出部３１の検出結果に基づいて、動吸振器１０４の現在の固有振動数を求める。また、第四動作量算出部５２は、求められた動吸振器１０４の現在の固有振動数と、動吸振器１０４の固有振動数の制御値との差分を求めて、アクチュエータ部３５の動作量を求める。ここで、第四動作量算出部５２は、振幅の大きさが所定の閾値を超えた場合に、現在の固有振動数と、固有振動数の制御値とのずれが大きくなっていると判定して、比例制御等によるアクチュエータの動作量を求めて、この動作量を動作量補正部４４に向けて出力する。つまり、第二振動検出部３１の検出結果に基づいて動吸振器１０４の固有振動数を変化させる制御は、フィードフォワード制御によるずれ分を補正するフィードバック制御となっている。

動作量補正部４４は、第一動作量算出部４９の算出結果を、第二動作量算出部５０から第三動作量算出部５１までの算出結果に基づいて補正する。また、動作量補正部４４は、第四動作量算出部５２の算出結果に基づいて、現在の固有振動数と、固有振動数の制御値とのずれを補正する。動作量補正部４４は、補正結果であるアクチュエータ部３５の動作量の制御指令をアクチュエータ部３５に向けて出力する。

したがって、上述した第二実施形態の軌道式車両１０１によれば、振動のピーク周波数などに応じて動吸振器１０４の固有振動数を変化させることができるため、効果的に懸架枠１２の制振を行うことができる。
さらに、制御部３４によって動吸振器１０４の固有振動数を変化させることができるため、固有振動数の変更を容易に行うことができる。

また、車両状態、すなわち運行速度、電動機５の回転数、輪軸１５および台車枠１０の振動状態に応じた懸架枠１２の振動周波数を求めて、この振動周波数に基づいた動作量だけアクチュエータ部３５を動作させて動吸振器１０４の固有振動数を変化させることができる。その結果、車両状態に応じて振動周波数が変化した場合であっても、動吸振器１０４の固有振動数を自動的に変化させて効率よく振動を抑制することができる。

さらに、電動機５の回転数の変化により振動周波数が変化した場合であっても、その振動周波数変化に応じて動吸振器１０４の固有振動数を変化させることができる。その結果、電動機５の回転数に応じて変化する振動を効果的に抑制することができる。
また、第一振動検出部３０の検出結果に基づいて、動吸振器１０４の固有振動数をアクチュエータ部３５によってフィードバック制御することができる。その結果、動吸振器１０４の固有振動数を、実際に発生している振動周波数に対応した最適な固有振動数に変化させることができる。

さらに、運行速度パターンと電動機５の回転数とは対応関係にあるため、運行速度パターンに基づいて、懸架枠１２の振動を効果的に抑制可能な固有振動数となるように、動吸振器１０４の固有振動数をアクチュエータ部３５によってフィードフォワード制御することができる。その結果、動吸振器１０４の固有振動数を変化させる際の応答遅れを防止することができる。

また、固有振動数可変機構３６が雌ネジ３９と雄ネジ４０とを備えることで、ダンパ部１２１に対するおもり部１２３の着脱を容易に行えるため、交換作業の負担を軽減することができる。

なお、この発明は上述した各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
上述した第二実施形態では、アクチュエータ部３５によりネジ部材３７を回動させておもり部１２３の位置を上下させて動吸振器１０４の固有振動数を変化させる構成を説明したが、この構成に限られるものではない。例えば、第一変形例として図８に示すように、空気ばねからなるダンパ部２２１を用いても良い。この場合アクチュエータ部２３５として、空気配管５４を介して供給される圧縮空気をダンパ部２２１に対して供給可能な状態と、ダンパ部２２１から圧縮空気を排気する状態とを切換可能な電磁制御弁（図示せず）を用いることができる。このように構成した場合、おもり部１２３の位置を上下方向に変化させることができるので、ダンパ部２２１のばね定数を変化させることができる。その結果、第二実施形態と同様に、動吸振器２０４の固有振動数を変化させることができる。

さらに、第二変形例として図９、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、上述したネジ部材３７に代えて、楕円柱形状などの支持部材５５をダンパ部３２１として用いても良い。この支持部材５５は、上記ネジ部材３７と同様に、金属弾性体からなり、アクチュエータ部３５によって回転可能である。支持部材５５は、例えば、図１０（ａ），（ｂ）に示すように回転角度を変化させることで、車両進行方向（図１０中、矢印で示す方向）における厚さを変化させることができる。なお、支持部材５５の回転時、おもり部１２３と懸架枠１２の下面２０との距離は変化しない。

つまり、車両進行方向の振動に対する、ダンパ部３２１の断面二次モーメントを変化させることができる。その結果、第二実施形態と同様に、動吸振器３０４の固有振動数を変化させることができる。なお、図９、図１０においては、支持部材５５を２本設ける場合を示したが、１本だけ設けたり、３本以上設けたりするようにしても良い。また、断面二次モーメントを変化させることができる形状であれば、支持部材５５は、上述した断面楕円形状に限られるものではない。また、支持部材５５の回転角度を変化させる構成と、おもり部１２３と下面２０との距離を変化させる構成とを組み合わせて用いてもよい。

また、第二実施形態においては、運行速度パターンに基づき求めたアクチュエータ部３５の動作量を、輪軸１５の振動、および、電動機５の回転数の検出結果に基づいて補正する場合について説明したが、この構成に限られるものではない。例えば、輪軸１５の振動検出に基づいて求めたアクチュエータ部３５の動作量のみでアクチュエータ部３５の駆動制御を行ってもよく、また電動機５の回転数に基づいて求めたアクチュエータ部３５の動作量のみでアクチュエータ部３５の駆動制御を行っても良い。

さらに、これら輪軸１５の振動、電動機５の回転数、および、運行速度パターンの何れか２つを適宜組み合わせてアクチュエータ部３５の動作量を求めるようにしても良い。
とりわけ、運転者が乗車しない無人運転の場合には、フィードフォワード制御となる運行速度パターンに基づく制御を用いることが好ましい。また、運転者が乗車している有人運転の場合には、フィードバック制御である電動機５の回転数や、輪軸１５などの振動を用いることが好ましい。

さらに、車輪９の摩耗など、経年変化による振動の周波数変化を補正するための各種補正値を用いるようにしても良い。

また、上述した各実施形態では、ゴムタイヤが装着された車輪９により軌道の走行路上を走行する車両を一例に説明したが、ゴムタイヤが装着されない走行輪を備えた車両や、レール上を走行する車両に適用しても良い。
さらに、おもり部２３，１２３の形状は上述した各実施形態の形状に限られるものではない。
また、上述した各実施形態においては、駆動部として電動機５を具備する場合を一例に説明したが、駆動部は、電動機５に限られるものではなく内燃機関などを用いてもよい。

２ 車体
３ 走行装置
４ 動吸振器
５ 電動機（駆動部）
１１ 牽引リンク
１２ 懸架枠
１５ 輪軸
２０ 下面（端部）
３２ 回転数検出部（車両状態検出部）
３３ 記憶部（運行速度パターン記憶部、車両状態検出部）
３０ 第一振動検出部（振動検出部、車両状態検出部）
３４ 制御部（固有振動数制御部）
３５ アクチュエータ部（アクチュエータ）
３６ 固有振動数可変機構
４１ 振動数算出部
４２ 動作量算出部

Claims (8)

1. 車体と、該車体の下部に固定されて、該車体の下方に向かって延びる懸架枠と、
   駆動部によって回転駆動される輪軸と、車両進行方向に延びて一端が前記輪軸に接続され、他端が前記懸架枠に接続される牽引リンクと、を有し、前記車体を下方から支持する走行装置と、
   前記懸架枠に設けられ、車両進行方向の振動を抑制する動吸振器と、
   を備えることを特徴とする軌道式車両。
2. 前記動吸振器は、前記懸架枠の前記車体に固定される基部とは反対側の端部に配される請求項１に記載の軌道式車両。
3. 前記動吸振器は、該動吸振器の固有振動数を変化させる固有振動数可変機構を備える請求項１又は２に記載の軌道式車両。
4. 前記固有振動数可変機構を動作させるアクチュエータと、
   該アクチュエータを駆動制御する固有振動数制御部と、を備える請求項３に記載の軌道式車両。
5. 車両状態を検出する車両状態検出部と、
   前記車両状態検出部の検出結果に基づき前記懸架枠の振動周波数を求める振動数算出部と、
   該振動数算出部により算出された前記懸架枠の振動周波数に基づき前記アクチュエータの動作量を算出する動作量算出部と、を備える請求項４に記載の軌道式車両。
6. 前記車両状態検出部は、
   前記駆動部の回転数を検出する回転数検出部を備え、
   前記動作量算出部は、回転数検出部の検出結果に基づいて前記アクチュエータの動作量を算出する請求項５に記載の軌道式車両。
7. 前記車両状態検出部は、
   前記輪軸の振動を検出する振動検出部を備え、
   前記動作量算出部は、振動検出部の検出結果に基づいて前記アクチュエータの動作量を算出する請求項５又は６に記載の軌道式車両。
8. 前記車両状態検出部は、
   予め設定された運行速度パターンを記憶する運行速度パターン記憶部を備え、
   前記動作量算出部は、運行速度パターンに基づいて前記アクチュエータの動作量を算出する請求項５から７の何れか一項に記載の軌道式車両。

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