JP2015147479A - 鉄道車両の車体傾斜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】故障検知を早く且つ正確に行うことができる鉄道車両の車体傾斜装置を提供すること。【解決手段】車体傾斜装置１０ＦＬは、空気バネ３ＦＬと空気溜め４の間の空気流路に、車体１の高さ位置に応じて圧縮空気の供給と排気と遮断を行うパッシブレベリングバルブ２１Ａ及び傾斜レベリングバルブ２１Ｂを備える。車体傾斜制御部４０は、車体１を上昇傾斜させるとき又は車体１を傾斜復帰させるとき、電磁切換弁３１で圧縮空気の流れを切り換える。傾斜側流路５０Ｂの空気配管５１Ｂを流れる圧縮空気の圧力でオンとオフを切換える圧力スイッチ３２が設けられている。車体傾斜制御部４０は、電磁弁装置３０の異常な動作に基づいて圧力スイッチ３２が検出するオン又はオフの状態を故障モードＫ１として予め記憶していて、電磁切換弁３１を切換える際に圧力スイッチ３２のオン又はオフの状態と故障モードＫ１を照合して、電磁弁装置３０の異常を判断する。【選択図】 図４

Description

本発明は、空気バネと空気溜めの間に設けられたレベリングバルブ装置が、車体の高さ位置に応じて圧縮空気の給排気を行うことで、車体を上昇傾斜又は傾斜復帰させる鉄道車両の車体傾斜装置に関し、特に、故障検知を早く行うことができる鉄道車両の車体傾斜装置に関する。

鉄道車両では、走行する前後の台車の上方に車体が設けられている。そして、各台車の枕木方向の両端に、それぞれ空気バネが載置されていて、車体が各空気バネによって支持されている。これら空気バネは、空気溜めから圧縮空気が供給されると、伸張して車体の高さ位置を上昇させ、貯留する圧縮空気を排出すると、収縮して車体の高さ位置を下降させるようになっている。

このように圧縮空気の給排気を行うために、従来から、各空気バネと空気溜めの間にレベリングバルブ装置を備えた鉄道車両がある。レベリングバルブ装置は、車体の高さ位置に応じて、圧縮空気の供給と排気と遮断とを機械的な動作によって自動的に切換えることができる自動高さ調整弁装置である。これにより、車体の高さ位置が変化すると、レベリングバルブ装置のレベリングバルブの開閉が切換えられて、空気バネに対する圧縮空気の給排気が行われる。

例えば、乗客が増加して車体の高さ位置が下降しようとすると、レベリングバルブが空気バネに圧縮空気を供給する側に切換えられて、空気溜めの圧縮空気がレベリングバルブを通って空気バネへ供給される。これにより、空気バネが伸張して、車体の高さ位置が上昇する。一方、乗客が減少して車体の高さ位置が上昇しようとすると、レベリングバルブが圧縮空気を大気に排気する側に切換えられて、空気バネの圧縮空気がレベリングバルブを通って大気へ排気される。これにより、空気バネが収縮して、車体の高さ位置が下降する。こうして、レベリングバルブ装置によって、車体が水平で且つ一定の高さ位置に受動的に調整される。

ところで、近年、各空気バネに対する圧縮空気の給排気を利用して、鉄道車両の車体傾斜制御が実現されている。車体傾斜制御は、鉄道車両が曲線路を走行する際に、車体を曲線路の内軌側に傾ける制御方法である。具体的には、鉄道車両が直線路から曲線路の円曲線に到達する前に、曲線路の外軌側に設けられている空気バネを伸張させて、車体が曲線路の内軌側に傾くように上昇傾斜させる。

これにより、鉄道車両が曲線路を走行する際に、車体に作用する横方向の加速度が減少する。この結果、乗客に作用する横方向の遠心力を減少させることができて、乗り心地を向上させることができる。また、鉄道車両が曲線路を走行する際の車速を向上させることができる。なお、鉄道車両が曲線路の円曲線から直線路に到達する前には、曲線路の外軌側に設けられている空気バネを収縮させて、車体が水平になるように傾斜復帰させる。

ここで、下記特許文献１には、本出願人によるレベリングバルブ装置を用いた鉄道車両の車体傾斜装置が記載されている。この車体傾斜装置１００では、図３０に示すように、車体１０１に取付けられているパッシブレベリングバルブ１２１Ａと、台車１０２に支持される第１支持柱１２３Ａと、パッシブレベリングバルブ１２１Ａと第１支持柱１２３Ａとに連結された第１アーム１２２Ａと、パッシブレベリングバルブ１２１Ａと空気バネ１０３との間の空気配管１５０Ａで圧縮空気の流れを許容又は禁止する第１電磁弁１３１Ａとが設けられている。パッシブレベリングバルブ１２１Ａは、空気溜め１０４に空気配管１５１Ａで接続されている。

更に、この車体傾斜装置１００には、車体１０１に取付けられている傾斜レベリングバルブ１２１Ｂと、台車１０２に支持される第２支持柱１２３Ｂと、傾斜レベリングバルブ１２１Ｂと第２支持柱１２３Ｂとに連結された第２アーム１２２Ｂと、傾斜レベリングバルブ１２１Ｂと空気バネ１０３との間の空気配管１５０Ｂで圧縮空気の流れを許容又は禁止する第２電磁弁１３１Ｂとが設けられている。傾斜レベリングバルブ１２１Ｂは、空気溜め１０４に空気配管１５１Ｂで接続されている。

そして、図３０に示すように、第２支持柱１２３Ｂが第１支持柱１２３Ａより長いため、車体１０１が通常高さ位置にあるときに、第１アーム１２２Ａが水平に延びて、パッシブレベリングバルブ１２１Ａが圧縮空気の流れを遮断する側に設定されるのに対して、第２アーム１２２Ｂが傾斜レベリングバルブ１２１Ｂから上方傾斜して延びて、傾斜レベリングバルブ１２１Ｂが空気バネ１０３に圧縮空気を供給する側に設定されている。

こうして、この車体傾斜装置１００では、車体傾斜制御を行わないときに、車体傾斜制御部１４０が、第１電磁弁１３１Ａで圧縮空気の流れを許容し且つ第２電磁弁１３１Ｂで圧縮空気の流れを禁止するように制御する。これにより、空気溜め１０４の圧縮空気は傾斜レベリングバルブ１２１Ｂを通過できるものの、第２電磁弁１３１Ｂを通過することができない。つまり、傾斜レベリングバルブ１２１Ｂが実質的に機能しないようになっている。

このため、パッシブレベリングバルブ１２１Ａのみが実質的に機能していて、例えば乗客が減少して車体１の高さ位置が上昇しようとすると、図３１に示すように第１アーム１２２Ａがパッシブレベリングバルブ１２１Ａから下方傾斜して、パッシブレベリングバルブ１２１Ａが圧縮空気を大気に排気する側に切換えられる。これにより、空気バネ１０３の圧縮空気が空気配管１５０Ａとパッシブレベリングバルブ１２１Ａを通って大気中に排気される。この結果、空気バネ１０３が収縮して車体１の高さ位置が自動的に下降するようになっている。

一方、車体傾斜制御を行うとき、即ち鉄道車両が曲線路を走行する際に車体１０１を上昇傾斜させるとき、車体傾斜制御部１４０が、第１電磁弁１３１Ａで圧縮空気の流れを禁止し且つ第２電磁弁１３１Ｂで圧縮空気の流れを許容するように制御する。これにより、パッシブレベリングバルブ１２１Ａが実質的に機能しなくなるのに対して、傾斜レベリングバルブ１２１Ｂが実質的に機能する。そして、このときには、上述したように、第２アーム１２２Ｂが傾斜レベリングバルブ１２１Ｂから下方傾斜して延びて（図３０参照）、傾斜レベリングバルブ１２１Ｂが空気バネ１０３に圧縮空気を供給する側に予め設定されているため、第２電磁弁１３１Ｂで圧縮空気の流れが許容されると、空気溜め１０４の圧縮空気が空気配管１５１Ｂと傾斜レベリングバルブ１２１Ｂと空気配管１５０Ｂを通って空気バネ１０３に供給される。

これにより、空気バネ１０３が伸張して、車体１０１を上昇傾斜させることができる。ここで、車体１０１を上昇傾斜させる際には、台車１０２の枕木方向の両端に設けられている各空気バネ１０３のうち、曲線路の外軌側に設けられている空気バネ１０３を伸張させることになる。こうして、この車体傾斜装置１００は、二つのレベリングバルブ１２１Ａ，１２１Ｂを用いて、第２電磁弁１３１Ｂで圧縮空気の流れが許容されるとすぐに空気バネ１０３に対する圧縮空気の供給が始まるため、一つのレベリングバルブを用いる車体傾斜装置に比べて、車体１０１を上昇傾斜させる速度を大きくできるようになっている。

特許第４７６４１１７号公報

ところで、上記特許文献１に記載された車体傾斜装置１００では、空気バネ１０３の変位を監視することによって、その車体傾斜装置１００が故障しているか否かの故障検知を行っていた。例えば、空気バネ１０３が伸張しなければならない状況にも拘わらず、空気バネ１０３が伸張しなくてその変位が所定値より小さい場合には、車体傾斜制御部１４０は車体傾斜装置１００が故障していると判断していた。しかし、この故障検知の方法は、第１電磁弁１３１Ａ及び第２電磁弁１３１Ｂの動作を直接的に監視するものではなく、あくまで最終的な制御結果である空気バネ１０３の変位によって、故障か否かを判断している。このため、空気バネの伸張又は収縮が完了する時点まで故障検知がされないことになり、故障検知が遅いという問題点があった。

ここで、鉄道車両は１車両につき車体の前後下側にそれぞれ台車が設けられているため、車体傾斜制御を行う際に、前方の台車に設けられている空気バネと後方の台車に設けられている空気バネとを対応させて、それらを同時に伸張又は収縮させることになる。このとき、仮に前方の台車に設けられている車体傾斜装置が正常であるのに対して、後方の台車に設けられている車体傾斜装置が故障している場合には、前方の台車に設けられている空気バネの変位に伴って、後方の台車に設けられている空気バネも変位する。これにより、後方の台車に設けられている空気バネが正常であるかのように変位して、後方の台車に設けられている車体傾斜装置が故障しているにも拘わらず正確に故障検知されないおそれがあった。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、故障検知を早く且つ正確に行うことができる鉄道車両の車体傾斜装置を提供することを目的とする。

本発明に係る鉄道車両の車体傾斜装置は、台車に載置されていて車体を支持する空気バネと、前記空気バネに供給するための圧縮空気を貯留する空気溜めと、前記空気バネと前記空気溜めの間の空気流路に設けられて前記車体の高さ位置に応じて圧縮空気の供給と排気と遮断とを行うレベリングバルブ装置とを備え、前記レベリングバルブ装置は、前記車体が通常高さ位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断する側に設定され、前記車体が上昇位置にあるときに圧縮空気を大気に排気する側に設定されるパッシブレベリングバルブと、前記車体が通常高さ位置にあるときに前記空気バネに圧縮空気を供給する側に設定され、前記車体が上昇位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断する側に設定される傾斜レベリングバルブとを有し、前記パッシブレベリングバルブと前記空気バネの間のパッシブ側流路で圧縮空気の流れを許容又は禁止すると共に、前記傾斜レベリングバルブと前記空気バネの間の傾斜側流路で圧縮空気の流れを許容又は禁止する電磁弁装置が設けられ、前記車体を前記通常高さ位置から前記上昇位置へ上昇傾斜させるときに、前記傾斜側流路で圧縮空気の流れを許容するように前記電磁弁装置を制御し、前記車体を前記上昇位置から前記通常高さ位置へ傾斜復帰させるときに、前記パッシブ側流路で圧縮空気の流れを許容するように前記電磁弁装置を制御する車体傾斜制御部が設けられているものであって、前記傾斜側流路を流れる圧縮空気の圧力を検出する傾斜側圧力検出部が設けられていて、前記車体傾斜制御部は、前記電磁弁装置の異常な動作に基づいて前記傾斜側圧力検出部が検出する異常な検出結果を故障モードとして予め記憶していて、前記電磁弁装置を制御する際に前記傾斜側圧力検出部が検出する検出結果と前記故障モードを照合して、前記電磁弁装置の異常を判断することを特徴とする。

本発明に係る鉄道車両の車体傾斜装置によれば、傾斜側圧力検出部が傾斜側流路を流れる圧縮空気の圧力を検出することで、電磁弁装置の動作を直接的に監視している。そして、車体傾斜制御部は、電磁弁装置を制御する際に、傾斜側圧力検出部が検出する検出結果と、予め記憶している故障モードを照合する。これにより、電磁弁装置が正確に動作しているか否かを判断できる。こうして、空気バネの変位ではなく、電磁弁装置の動作を直接的に監視することで、空気バネの伸張又は収縮が完了する時点より前に故障検知を行うことができる。更に、正常である車体傾斜装置の空気バネの伸縮に伴って、故障している車体傾斜装置の空気バネが変位しても、正確に故障検知を行うことができる。

また、本発明に係る鉄道車両の車体傾斜装置において、前記傾斜側圧力検出部は、所定の圧力でオンとオフを切換える圧力スイッチで構成されていて、この圧力スイッチが前記電磁弁装置に一体的に組み込まれていると良い。
この場合には、圧力スイッチ自体が簡易な構造であり、且つ機械的な動作によって誤作動がほぼ生じないものである。このため、この圧力スイッチを電磁弁装置に組み込むだけで、本発明の故障検知を行うため信頼性が高い装置を簡易に構成できる。

また、本発明に係る鉄道車両の車体傾斜装置において、前記電磁弁装置は、前記圧力スイッチが圧力を検出する検出用流路と、前記検出用流路のうち前記空気溜め側に配置されている第１出力切換弁と、前記検出用流路のうち前記空気バネ側に配置されている第２出力切換弁とを有し、前記第１出力切換弁は、前記パッシブ側流路から分岐する分岐流路と前記検出用流路の間で圧縮空気の流れを許容又は禁止すると共に、前記傾斜レベリングバルブを通る第１流路と前記検出用流路の間で圧縮空気の流れを許容又は禁止するものであり、前記第２出力切換弁は、前記パッシブレベリングバルブを通る第２流路と前記空気バネに接続されている第３流路の間で圧縮空気の流れを許容又は禁止すると共に、前記検出用流路と前記第３流路の間で圧縮空気の流れを許容又は禁止するものであると良い。
この場合には、第１出力切換弁及び第２出力切換弁の両方で圧縮空気の流れを切換えたときに車体の上昇傾斜が始まり、第１出力弁のみで圧縮空気の流れを切換えても車体の上昇傾斜が始まらない。このため、第１出力切換弁のみで圧縮空気の流れを切換えて、圧力スイッチが検出する検出結果と故障モードを照合することで、車体傾斜制御を開始する前に故障検知を行うことができる。

また、本発明に係る鉄道車両の車体傾斜装置において、前記パッシブ側流路を流れる圧縮空気の圧力を検出するパッシブ側圧力検出部が設けられていて、前記故障モードは、前記電磁弁装置の異常な動作に基づいて前記パッシブ側圧力検出部が検出する異常な検出結果を含んでいて、前記車体傾斜制御部は、前記電磁弁装置を制御する際に前記傾斜側圧力検出部が検出する検出結果及び前記パッシブ側圧力検出部が検出する検出結果と前記故障モードを照合しても良い。
この場合には、傾斜側圧力検出部とパッシブ側圧力検出部の両方を用いて故障検知を行うため、故障検知をより正確に行うことができる。

また、本発明に係る鉄道車両の車体傾斜装置において、前記パッシブ側圧力検出部は、所定の圧力でオンとオフを切換える圧力スイッチで構成されていて、この圧力スイッチが前記電磁弁装置に一体的に組み込まれていると良い。
この場合には、圧力スイッチ自体が簡易な構造であり、且つ機械的な動作によって誤作動がほぼ生じないものである。このため、この圧力スイッチを電磁弁装置に組み込むだけで、本発明の故障検知を行うため信頼性が高い装置を簡易に構成できる。

本発明の鉄道車両の車体傾斜装置によれば、空気バネの変位ではなく、傾斜側流路を流れる圧縮空気の圧力に基づいて電磁弁装置の動作を直接的に監視することで、故障検知を早く且つ正確に行うことができる。

鉄道車両に設けられている車体と台車と空気バネを模式的に示した斜視図である 図１に示した車体傾斜装置の構成を模式的に示した図である。 図２に示した車体が通常高さ位置から上昇位置に上昇している状態を示した図である。 第１実施形態の車体傾斜装置の空気回路図である。 車体を上昇傾斜させる前の空気回路の状態を示した図である。 車体の上昇傾斜を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。 車体が上昇傾斜している最中の空気回路の状態を示した図である。 車体の傾斜復帰を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。 車体傾斜制御を実行する際に電磁切換弁の状態と圧力スイッチに作用する圧力と圧力スイッチの状態と電磁弁装置が故障している場合の圧力スイッチの状態をタイムチャートで示した図である。 第１実施形態において故障タイミングと故障原因と故障モードを示した図である。 第２実施形態の車体傾斜装置の空気回路図である。 車体を上昇傾斜させる前の空気回路の状態を示した図である。 第１出力切換弁を傾斜側に切換えたときの空気回路の状態を示した図である。 車体の上昇傾斜を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。 車体が上昇傾斜している最中の空気回路の状態を示した図である。 車体の傾斜復帰を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。 車体が傾斜復帰している最中の空気回路の状態を示した図である。 車体傾斜制御を実行する際に第１出力切換弁の状態と第２出力切換弁の状態と圧力スイッチに作用する圧力と圧力スイッチの状態とをタイムチャートで示した図である。 車体傾斜制御を実行する際に電磁弁装置が故障している場合の圧力スイッチの状態をタイムチャートで示した図である。 第２実施形態において故障タイミングと故障原因と故障モードを示した図である。 第３実施形態の車体傾斜装置の空気回路図である。 車体を上昇傾斜させる前の空気回路の状態を示した図である。 第１遮断弁を開に切換えると共に第２遮断弁を閉に切換えたときの空気回路の状態を示した図である。 車体の上昇傾斜を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。 車体が上昇傾斜している最中の空気回路の状態を示した図である。 車体の傾斜復帰を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。 車体傾斜制御を実行する際に第１遮断弁の状態と第２遮断弁の状態と電磁切換弁の状態と第１圧力スイッチに作用する圧力の状態と第１圧力スイッチの状態と第２圧力スイッチに作用する圧力の状態と第２圧力スイッチの状態をタイムチャートで示した図である。 車体傾斜制御を実行する際に電磁弁装置が故障している場合の第１圧力スイッチの状態と第２圧力スイッチの状態をタイムチャートで示した図である。 第３実施形態において故障タイミングと故障原因と故障モードを示した図である。 従来の車体傾斜装置において車体が通常高さ位置にある状態を模式的に示した図である。 従来の車体傾斜装置において車体が上昇位置にある状態を模式的に示した図である。

＜第１実施形態＞
本発明に係る鉄道車両の車体傾斜装置の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、鉄道車両に設けられている車体１と台車２Ｆ，２Ｂと空気バネ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＢＬ，３ＢＲを模式的に示した斜視図である。

車体１は、走行する前後２つの台車２Ｆ，２Ｂの上方に設けられている。各台車２Ｆ，２Ｂの枕木方向の両端には、それぞれ空気バネ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＢＬ，３ＢＲが載置されていて、各空気バネ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＢＬ，３ＢＲによって車体１が支持されている。これら各空気バネ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＢＬ，３ＢＲは、空気溜め４から圧縮空気が供給されると、伸張して車体１の高さ位置を上昇させ、貯留する圧縮空気を排出すると、収縮して車体１の高さ位置を下降させるようになっている。空気溜め４は、空気バネ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＢＬ，３ＢＲに供給するための圧縮空気を貯留していて、高圧状態になっている。

この鉄道車両では、各空気バネ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＢＬ，３ＢＲの圧縮空気の給排気を利用して、曲線路を走行する際に車体１を曲線路の内軌側に傾ける車体傾斜制御が実現化されている。例えば、鉄道車両が図１の矢印側に向かって走行して右向きに曲がる場合、曲線路の円曲線（曲線路は入口緩和曲線と円曲線と出口緩和曲線とで構成され、曲線路のうち曲率が最大でほぼ一定になっている部分が円曲線である）に到達する前に、曲線路の外軌側に設けられている空気バネ３ＦＬ，３ＢＬを伸張させて、車体１のうち曲線路の外軌側を通常高さ位置から上昇位置へ上昇させる。

これにより、車体１が曲線路の内軌側に傾くように上昇傾斜して、曲線路を走行する際に、車体１に作用する横方向の加速度が減少する。この結果、乗客に作用する横方向の遠心力を減少させることができ、乗り心地を向上させることができる。そして、鉄道車両が曲線路の円曲線から直線路に到達する前に、曲線路の外軌側に設けられている空気バネ３ＦＬ，３ＢＬを収縮させて、車体１のうち曲線路の外軌側を上昇位置から通常高さ位置まで下降させる。この結果、車体１が水平になって傾斜復帰するようになっている。

このような車体傾斜制御を行うための車体傾斜装置１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＢＬ，１０ＢＲが、各空気バネ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＢＬ，３ＢＲに対応して設けられている。各車体傾斜装置１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＢＬ，１０ＢＲの構成はそれぞれ同様であるため、以下では、車体傾斜装置１０ＦＬの構成を代表して説明する。ここで、図２は、図１に示した車体傾斜装置１０ＦＬの構成を模式的に示した図である。そして、図２は車体１が通常高さ位置にある状態を示した図であり、図３は車体１が上昇位置にある状態を示した図である。

車体傾斜装置１０ＦＬは、図２に示すように、主に空気バネ３ＦＬと、空気溜め４と、レベリングバルブ装置２０と、電磁弁装置３０と、車体傾斜制御部４０とを備えて構成されている。レベリングバルブ装置２０は、空気バネ３ＦＬと空気溜め４の間の空気流路に設けられていて、車体１の高さ位置に応じて圧縮空気の給気と排気と遮断とを行うものである。このレベリングバルブ装置２０は、パッシブレベリングバルブ２１Ａと第１アーム２２Ａと第１支持柱２３Ａを有すると共に、傾斜レベリングバルブ２１Ｂと第２アーム２２Ｂと第２支持柱２３Ｂを有している。

パッシブレベリングバルブ２１Ａは、車体１に取付けられていて、車体１の高さ位置に応じて圧縮空気の流れを遮断する側ａ１（図４参照）と、圧縮空気を大気に排気する側ａ２と、空気バネ３ＦＬに圧縮空気を供給する側ａ３とに切換えられるようになっている。第１アーム２２Ａは、一端がパッシブレベリングバルブ２１Ａに接続されていて、他端が第１支持柱２３Ａに接続されている。第１支持柱２３Ａは、台車２Ｆに起立した状態で取付けられていて、車体１と台車２Ｆとの間の距離（車体１の高さ位置）に応じて第１アーム２２Ａを傾動させることができる。

これにより、図２に示すように、車体１が通常高さ位置にあるとき、第１アーム２２Ａは水平状に延びて、パッシブレベリングバルブ２１Ａは圧縮空気の流れを遮断する側ａ１に設定されている。そして、図３に示すように、車体１が上昇位置にあるときに、第１アーム２２Ａはパッシブレベリングバルブ２１Ａから下方傾斜して延びて、パッシブレベリングバルブ２１Ａは圧縮空気を大気に排気する側ａ２に設定される。一方、車体が下降位置にあるときには（図示省略）、第１アーム２２Ａはパッシブレベリングバルブ２１Ａから上方傾斜して延びて、パッシブレベリングバルブ２１Ａは空気バネ３ＦＬに圧縮空気を供給する側ａ３に設定される。

このパッシブレベリングバルブ２１Ａは、車体１が通常高さ位置にあるとき、車体１が瞬間的に振動や傾斜等を起こしても、圧縮空気の流れを遮断していて、空気バネ３ＦＬに対して圧縮空気の給排気を開始するまでに一定のタイムラグを生じさせるようになっている。つまり、パッシブレベリングバルブ２１Ａは、作動時間遅れを有する遅延タイプのレベリングバルブで構成されている。これにより、車体１が瞬間的に振動や傾斜等を起こしても、圧縮空気の給排気によるハンチングを防止して、圧縮空気の浪費を防止できるようになっている。

傾斜レベリングバルブ２１Ｂは、車体１に取付けられていて、車体１の高さ位置に応じて圧縮空気の流れを遮断する側ｂ１（図４参照）と、圧縮空気を大気に排気する側ｂ２と、空気バネ３ＦＬに圧縮空気を供給する側ｂ３とに切換えられるようになっている。第２アーム２２Ｂは、一端が傾斜レベリングバルブ２１Ｂに接続されていて、他端が第２支持柱２３Ｂに接続されている。第２支持柱２３Ｂは、台車２Ｆに起立した状態で取付けられていて、車体１と台車２Ｆとの間の距離に応じて第２アーム２２Ｂを傾動させることができる。

ここで、図２に示すように、第２支持柱２３Ｂが第１支持柱２３Ａより長いため、車体１が通常高さ位置にあるとき、第２アーム２２Ｂは傾斜レベリングバルブ２１Ｂから上昇傾斜して延びている。これにより、傾斜レベリングバルブ２１Ｂは、空気バネ３ＦＬに圧縮空気を供給する側ｂ３に予め設定されている。但し、傾斜レベリングバルブ２１Ｂと空気バネ３ＦＬの間の空気流路には電磁弁装置３０が設けられていて、その電磁弁装置３０の電磁切換弁３１（図４参照）が圧縮空気の流れを許容した状態になっていなければ、圧縮空気が傾斜レベリングバルブ２１Ｂを通って空気バネ３ＦＬに供給されることはない。

一方、図３に示すように、車体１が上昇位置にあるとき、第２アーム２２Ｂは水平状に延びて、傾斜レベリングバルブ２１Ｂは圧縮空気の流れを遮断する側ｂ１に設定される。傾斜レベリングバルブ２１Ｂとパッシブレベリングバルブ２１Ａは、車体１が通常高さ位置にあるときの設定状態が異なること以外は同様の構成であり、それらの詳細な構成は、本出願人による上記特許文献１の図３に記載されているため、その説明を省略する。

電磁弁装置３０は、パッシブレベリングバルブ２１Ａと空気バネ３ＦＬの間のパッシブ側流路５０Ａで圧縮空気の流れを許容又は禁止すると共に、傾斜レベリングバルブ２１Ｂと空気バネ３ＦＬの間の傾斜側流路５０Ｂで圧縮空気の流れを許容又は禁止するものである。この電磁弁装置３０は、電磁切換弁３１を有していて、車体傾斜制御部４０が電磁切換弁３１による圧縮空気の流れを切換えるようになっている。ここで、図４は、第１実施形態の車体傾斜装置１０ＦＬの空気回路図である。

図４に示すように、パッシブレベリングバルブ２１Ａと電磁切換弁３１との間に、圧縮空気が流れる空気配管５１Ａが設けられ、パッシブレベリングバルブ２１Ａと空気溜め４との間に、圧縮空気が流れる空気配管５２Ａが設けられている。また、傾斜レベリングバルブ２１Ｂと電磁切換弁３１との間に、圧縮空気が流れる空気配管５１Ｂが設けられ、傾斜レベリングバルブ２１Ｂと空気溜め４との間に、圧縮空気が流れる空気配管５２Ｂが設けられている。そして、電磁切換弁３１と空気バネ３ＦＬとの間に、圧縮空気が流れる空気配管５３が設けられている。

電磁切換弁３１は、空気配管５１Ａと空気配管５３との間で圧縮空気の流れを許容していて、空気配管５１Ｂと空気配管５３との間で圧縮空気の流れを禁止している。そして、電磁切換弁３１は、車体傾斜制御部４０によって通電されると、空気配管５１Ａと空気配管５３との間で圧縮空気の流れを禁止し、空気配管５１Ｂと空気配管５３との間で圧縮空気の流れを許容するようになっている（図６参照）。

車体傾斜制御部４０は、ＣＰＵとＲＡＭとＲＯＭとを備え、車体傾斜制御を行うための制御プログラムを実行するものである。具体的には、車体傾斜制御部４０は、鉄道車両の車速と鉄道車両の走行位置とデータベースに記憶されている走行路線データに基づいて、曲線路を走行していると判断するときに電磁切換弁３１への通電を制御する。これにより、電磁切換弁３１による圧縮空気の流れが切換えられて、車体傾斜制御が行われる。なお、鉄道車両の車速は加速度センサや速度発電機等を用いた周知の方法によって逐次演算されていて、車体傾斜制御部４０に逐次入力されている。また、鉄道車両の走行位置は、データベースに記憶されている走行路線データと車速から演算される走行距離等を用いた周知の方法によって求められていて、車体傾斜制御部４０に逐次入力されている。

次に、レベリングバルブ装置２０の動作について説明する。先ず、車体１の高さ位置が図２に示す通常高さ位置から上下に受動的に変化する場合を例にして説明する。この場合には、車体傾斜制御を行わないため、車体傾斜制御部４０は電磁切換弁３１に通電しておらず、電磁切換弁３１は空気配管５１Ａと空気配管５３との間で圧縮空気の流れを許容していて、空気配管５１Ｂと空気配管５３との間で圧縮空気の流れを禁止している。これにより、空気溜め４の圧縮空気が傾斜レベリングバルブ２１Ｂを通過しても電磁切換弁３１を通過できないため、傾斜レベリングバルブ２１Ｂが実質的に機能しないようになっている。

このため、パッシブレベリングバルブ２１Ａのみが実質的に機能していて、例えば乗客が減少して車体１の高さ位置が上昇しようとすると、図３に示すように第１アーム２２Ａがパッシブレベリングバルブ２１Ａから下方傾斜して、パッシブレベリングバルブ２１Ａが、圧縮空気の流れを遮断する側ａ１から圧縮空気を大気に排気する側ａ２に切換えられる。これにより、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が、空気配管５３と電磁切換弁３１と空気配管５１Ａとパッシブレベリングバルブ２１Ａを通って、大気中に排気される。この結果、空気バネ３ＦＬが収縮し、その他の車体傾斜装置１０ＦＲ，１０ＢＬ，１０ＢＲの空気バネ３ＦＲ，３ＢＬ，３ＢＲも同様に収縮して、車体１の高さ位置が下降する。

一方、乗客が増加して車体１の高さ位置が下降しようとすると、第１アーム２２Ａがパッシブレベリングバルブ２１Ａから上方傾斜して、パッシブレベリングバルブ２１Ａが、圧縮空気の流れを遮断する側ａ１から空気バネ３ＦＬに圧縮空気を供給する側ａ３に切換えられる。これにより、空気溜め４の圧縮空気が、空気配管５２Ａとパッシブレベリングバルブ２１Ａと空気配管５１Ａと電磁切換弁３１と空気配管５３を通って、空気バネ３ＦＬに供給される。この結果、空気バネ３ＦＬが伸張し、その他の車体傾斜装置１０ＦＲ，１０ＢＬ，１０ＢＲの空気バネ３ＦＲ，３ＢＬ，３ＢＲも同様に伸張して、車体１の高さ位置が上昇する。なお、空気溜め４の圧縮空気の圧力は、空気バネ３ＦＬの圧縮空気の圧力及び大気圧より非常に高圧で約８００ｋＰａになっていて、空気バネ３ＦＬの圧縮空気の圧力は、大気圧より高圧で約４００ｋＰａになっている。

続いて、鉄道車両が図１の矢印側に向かって走行して右向きに曲がる際に、車体傾斜制御を行う場合を例にして説明する。この車体傾斜制御では、鉄道車両が直線路から曲線路の円曲線に到達する前に、空気バネ３ＦＬ，３ＢＬを伸張させて、車体１を上昇傾斜させることになる。そこで、車体傾斜制御部４０は、走行中に曲線路の入口緩和曲線を認識して、鉄道車両が曲線路の入口緩和曲線に進入した時点で、電磁切換弁３１に通電する。

これにより、電磁切換弁３１による圧縮空気の流れが切換えられて、空気配管５１Ａと空気配管５３との間で圧縮空気の流れが禁止され、空気配管５１Ｂと空気配管５３との間で圧縮空気の流れが許容される（図６参照）。こうして、パッシブレベリングバルブ２１Ａが実質的に機能しなくなるのに対して、傾斜レベリングバルブ２１Ｂが実質的に機能する。そして、このときには、傾斜レベリングバルブ２１Ｂが空気バネ３ＦＬに圧縮空気を供給する側ｂ３に予め設定されているため、空気溜め４の圧縮空気が、空気配管５２Ｂと傾斜レベリングバルブ２１Ｂと空気配管５１Ｂと電磁切換弁３１と空気配管５３を通って、空気バネ３ＦＬに供給される。

この結果、空気バネ３ＦＬが伸張し、車体傾斜装置１０ＢＬの空気バネ３ＲＬも同様に伸張して、車体１が曲線路の内軌側に傾くように上昇傾斜する。なお、車体１を上昇傾斜させるとき、本実施形態では、空気バネ３ＦＲ，３ＢＲを伸張させなくて、車体１のうち曲線路の内軌側の高さ位置を変化させていないが、変形実施形態として、空気バネ３ＦＲ，３ＢＲを収縮させて、車体１のうち曲線路の内軌側の高さ位置を下降させても良い。

こうして、車体１の上昇傾斜によって、車体１のうち曲線路の外軌側は上昇位置になるため（図３参照）、パッシブレベリングバルブ２１Ａは圧縮空気を大気に排気する側ａ２に切換えられて、傾斜レベリングバルブ２１Ｂは圧縮空気の流れを遮断する側ｂ１に切換えられる（図７参照）。これにより、空気配管５１Ａの内部の圧縮空気はパッシブレベリングバルブ２１Ａを通って大気中に排気される。

そして、鉄道車両は車体１が上昇傾斜した状態で曲線路の円曲線を通過した後、直線路に到達する前に、伸張した空気バネ３ＦＬ，３ＢＬを収縮させて、車体１を傾斜復帰させる。つまり、鉄道車両が直線路に到達する前に、車体１のうち曲線路の外軌側を上昇位置から通常高さ位置まで下降させる。そこで、車体傾斜制御部４０は、走行中に曲線路の出口緩和曲線を認識して、出口緩和曲線に進入した時点で、電磁切換弁３１への通電を解除する。

これにより、電磁切換弁３１による圧縮空気の流れが切換えられて、空気配管５１Ａと空気配管５３との間で圧縮空気の流れが許容され、空気配管５１Ｂと空気配管５３との間で圧縮空気の流れが禁止される（図８参照）。こうして、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が、空気配管５３と電磁切換弁３１と空気配管５１Ａとパッシブレベリングバルブ２１Ａを通って大気中に排気される。

この結果、空気バネ３ＦＬが収縮して、車体傾斜装置１０ＢＬの空気バネ３ＲＬも同様に収縮して、車体１が水平になるように傾斜復帰する。こうして、車体１の傾斜復帰によって、車体１（車体のうち曲線路の外軌側）は通常高さ位置になるため（図２参照）、パッシブレベリングバルブ２１Ａは圧縮空気の流れを遮断する側ａ１に切換えられて、傾斜レベリングバルブ２１Ｂは空気バネ３ＦＬに圧縮空気を供給する側ｂ３に切換えられる。これにより、空気バネ３ＦＬの圧縮空気がパッシブレベリングバルブ２１Ａを通って大気中に排気されなくなる。

ところで、従来の車体傾斜装置では、空気バネ３ＦＬの変位を監視することによって、その車体傾斜装置が故障しているか否かの故障検知を行っていた。例えば、空気バネ３ＦＬが伸張しなければならない状況にも拘わらず、空気バネ３ＦＬが伸張しなくてその変位が所定値より小さい場合には、車体傾斜制御部４０は車体傾斜装置が故障していると判断していた。しかし、この故障検知の方法は、電磁弁装置３０の電磁切換弁３１の動作を直接的に監視するものではなく、あくまで最終的な制御結果である空気バネ３ＦＬの変位によって、故障か否かを判断している。このため、空気バネ３ＦＬの伸張又は収縮が完了する時点まで故障検知がされないことになり、故障検知が遅いという問題点があった。

更に、例えば、鉄道車両が図１の矢印側に向かって走行して右向きに曲がる際に、車体傾斜制御を行う場合、前方の台車２Ｆに設けられている空気バネ３ＦＬと、後方の台車２Ｂに設けられている空気バネ３ＢＬとを同時に伸張させることになる。このとき、仮に台車２Ｂに設けられている車体傾斜装置１０ＢＬが正常であるのに対して、台車２Ｆに設けられている車体傾斜装置１０ＦＬが故障している場合に、空気バネ３ＢＬの変位に伴って空気バネ３ＦＬも変位する。これにより、空気バネ３ＦＬが正常であるかのように変位して、車体傾斜装置１０ＦＬが故障しているにも拘わらず正確に故障検知されないおそれがあった。

そこで、本実施形態の車体傾斜装置１０ＦＬは、空気バネ３ＦＬの変位を監視することなく故障検知を行うことができ、その故障検知を早く且つ正確に行うことができるように構成されている。具体的には、傾斜レベリングバルブ２１Ｂと電磁切換弁３１との間の空気配管５１Ｂに、圧力スイッチ３２（傾斜側圧力検出部）が設けられている。そして、この圧力スイッチ３２によって空気配管５１（傾斜側流路５０）を流れる圧縮空気の圧力を監視することで、故障検知を行うようになっている。

圧力スイッチ３２は、電磁弁装置３０に一体的に組み込まれていて、所定の圧力が作用するとオンとオフとを切換えるものである。圧力スイッチ３２がオンになっている状態とオフになっている状態は、車体傾斜制御部４０が逐次入力して監視するようになっている。この圧力スイッチ３２では、空気配管５１で空気溜め４が貯留する圧縮空気の圧力（以下、「ＭＲ圧」と呼ぶ）が作用するとオンになり、空気バネ３ＦＬが貯留する圧縮空気の圧力（以下、「ＡＳ圧」と呼ぶ）が作用するとオフになるように設定されている。即ち、圧力スイッチ３２は、空気配管５１を流れる圧縮空気の圧力が「ＡＳ圧」から高圧である「ＭＲ圧」に変わると、オフからオンに切り換わる。

車体傾斜制御部４０は、電磁切換弁３１を切換えて一定時間経過した後に、圧力スイッチ３２がオン又はオフになっている状態を監視して、電磁弁装置３０（電磁切換弁３１）が正常に動作しているか否かを判断している。つまり、車体傾斜制御部４０は、仮に電磁切換弁３１が正常に動作しない場合に、圧力スイッチ３２がオン又はオフのどちらの状態になるかを故障モードＫ１（図１０参照）として予め記憶している。そして、実際に電磁切換弁３１を切換える際に圧力スイッチ３２の状態（検出結果）と故障モードＫ１を照合して、電磁弁装置３０の異常を検出するようになっている。なお、電磁弁装置３０の異常が検出された場合には、車体傾斜制御プログラムの実行が中止されて、車体傾斜制御によって却って乗り心地が悪くなる事態が防止される。

次に、第１実施形態の故障モードＫ１を説明するために、電磁弁装置３０が正常に動作する場合の圧力スイッチ３２の状態と、電磁弁装置３０が異常に動作する場合の圧力スイッチ３２の状態とを分けて説明する。なお、車体傾斜装置１０ＦＬの状態と車体傾斜装置１０ＢＬの状態は同様であるため、車体傾斜装置１０ＦＬの状態についてのみ説明する。先ず、電磁弁装置３０が正常に動作する場合、車体傾斜制御が実行される際の空気回路の状態は、図５〜図８に示すように変化する。図５〜図８では、圧力の状態を模式的に説明するために、「ＭＲ圧」になっている部分が太い実線で示され、「ＡＳ圧」になっている部分が太い破線で示され、「大気圧」になっている部分が太い一点鎖線で示されている。

また、図９には、車体傾斜制御を実行する際の電磁切換弁３１の状態と圧力スイッチ３２に作用する圧力と圧力スイッチ３２の状態とがタイムチャートで示されている。ここで、電磁切換弁３１が空気配管５１Ａと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを許容し且つ空気配管５１Ｂと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを禁止するとき、「パッシブ側ｃ１（図４参照）」と呼ぶことにする。一方、電磁切換弁３１が空気配管５１Ａと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを禁止し且つ空気配管５１Ｂと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを許容するとき、「傾斜側ｃ２」と呼ぶことにする。

図５は、車体１を上昇傾斜させる前の空気回路の状態を示した図である。図５に示すように、車体１を上昇傾斜させる前、即ち鉄道車両が直線路を走行しているとき（図９参照）、傾斜レベリングバルブ２１Ｂが空気バネ３ＦＬに圧縮空気を供給する側ｂ３に設定されており、且つ電磁切換弁３１がパッシブ側ｃ１に切換えられていて空気配管５１Ｂと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを禁止しているため、空気配管５２Ａ，５２Ｂ，５１Ｂの圧力は「ＭＲ圧」になっている。このため、圧力スイッチ３２には「ＭＲ圧」が作用して、圧力スイッチ３２はオンになっている。

図６は、車体１の上昇傾斜を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が曲線路の入口緩和曲線に進入すると（図９参照）、図６に示すように、車体傾斜制御部４０が電磁切換弁３１をパッシブ側ｃ１から傾斜側ｃ２に切換える。これにより、空気溜め４の圧縮空気が空気配管５２Ｂと傾斜レベリングバルブ２１Ｂと空気配管５１Ｂと電磁切換弁３１と空気配管５３を通って空気バネ３ＦＬに送り込まれる。これにより、空気バネ３ＦＬが伸張して、車体１が上昇傾斜し始める。

図７は、車体１が上昇傾斜している最中の空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が曲線路の入口緩和曲線を走行している間（図９参照）、車体１が上昇傾斜している途中で、車体１（車体１のうち曲線路の外軌側）が上昇位置になるため、図７に示すように、パッシブレベリングバルブ２１Ａが圧縮空気を大気に排気する側ａ２に切換わる。これにより、空気配管５１Ａの内部の圧縮空気が、パッシブレベリングバルブ２１Ａを通って大気中に排気されて、空気配管５１Ａの圧力は「大気圧」の圧力と同じになる。また、空気配管５１Ｂの内部の圧縮空気が、電磁切換弁３１と空気配管５３を通って空気バネ３ＦＬに供給されるため、空気配管５１Ｂの圧力は「ＭＲ圧」から「ＡＳ圧」になる。こうして、電磁切換弁３１が傾斜側ｃ２に切換えられて一定時間経過した後、圧力スイッチ３２には「ＡＳ圧」が作用して、圧力スイッチ３２はオンからオフに切換わる。

図８は、車体１の傾斜復帰を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が上昇傾斜している状態で曲線路の出口緩和曲線に進入すると（図９参照）、図８に示すように、車体傾斜制御部４０が電磁切換弁３１を傾斜側ｃ２からパッシブ側ｃ１に切換える。これにより、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が空気配管５３と電磁切換弁３１と空気配管５１Ａとパッシブレベリングバルブ２１Ａを通って、大気中に排気され始める。このため、空気バネ３ＦＬが収縮して、車体１が傾斜復帰し始める。

こうして、鉄道車両が曲線路の出口緩和曲線を走行している間（図９参照）、車体１が傾斜復帰している途中で、図５に示すように、傾斜レベリングバルブ２１Ｂが空気バネ３ＦＬに圧縮空気を供給する側ｂ３に切換わる。これにより、空気溜め４の圧縮空気が、空気配管５２Ｂと傾斜レベリングバルブ２１Ｂと空気配管５１Ｂを通り、且つ空気配管５１Ｂと空気配管５３の間で圧縮空気の流れが禁止されているため、空気配管５１Ｂの圧力は「ＡＳ圧」から「ＭＲ圧」になる。こうして、電磁切換弁３１がパッシブ側ｃ１に切換えられて一定時間経過した後、圧力スイッチ３２には「ＭＲ圧」が作用して、圧力スイッチ３２はオフからオンに切換わる。その後、車体１の傾斜復帰が完了すると、空気回路の状態は図５に示した状態になる。

続いて、電磁弁装置３０が異常に動作する場合、圧力スイッチ３２の状態について説明する。図９には、電磁弁装置３０が二つのパターンで故障しているときの圧力スイッチ３２の状態がタイムチャートで示されている。また、図１０は、第１実施形態において故障検知タイミングと故障原因と故障モードＫ１を示した図である。

車体１の上昇傾斜を開始させた後、即ち図９の（Ａ）に示したタイミングにおいて、電磁切換弁３１が故障によってパッシブ側ｃ１に固定されたままであると仮定する。この場合、空気配管５１Ｂで「ＭＲ圧」になっている圧縮空気が電磁切換弁３１を通過しない。このため、空気配管５１Ｂの圧力が「ＭＲ圧」から「ＡＳ圧」に低下しなくて、圧力スイッチ３２では図９の（Ａ）付近の二点鎖線で示すようにオンになったままになる。しかし、上述したように、電磁切換弁３１がパッシブ側ｃ１から傾斜側ｃ２に正常に切換われば、圧力スイッチ３２では図９の（Ａ）付近の実線で示すようにオンからオフに切換わるはずである。このことから、車体傾斜制御部４０は、電磁切換弁３１をパッシブ側ｃ１から傾斜側ｃ２に切換えた後、図９の（Ａ）に示したタイミングにおいて、圧力スイッチ３２がオフしないことを故障モードＫ１として予め記憶している。

また、車体１の傾斜復帰を開始させた後、即ち図９の（Ｂ）に示したタイミングにおいて、電磁切換弁３１が故障によって傾斜側ｃ２に固定されたままであると仮定する。この場合、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が電磁切換弁３１を通過して空気配管５１Ｂに送られる状態が維持される。このため、空気配管５１Ｂの圧力が「ＡＳ圧」から「ＭＲ圧」に上昇しなくて、圧力スイッチ３２では図９の（Ｂ）付近の二点鎖線で示すようにオフのままになる。しかし、上述したように、電磁切換弁３１が傾斜側ｃ２からパッシブ側ｃ１に正常に切換われば、圧力スイッチ３２では図９の（Ｂ）付近の実線で示すようにオフからオンに切換わるはずである。このことから、車体傾斜制御部４０は、電磁切換弁３１を傾斜側ｃ２からパッシブ側ｃ１に切換えた後、図９の（Ｂ）に示したタイミングにおいて、圧力スイッチ３２がオンしないことを故障モードＫ１として予め記憶している。

こうして、車体傾斜制御部４０は、車体傾斜制御を行う際に、図９の（Ａ）（Ｂ）に示したタイミングにおいて、圧力スイッチ３２の状態と故障モードＫ１を照合する。これより、車体傾斜制御部４０は、圧力スイッチ３２の状態と故障モードＫ１が異なっていれば、電磁弁装置３０が正常であると判断して、車体傾斜制御プログラムを継続して実行する。一方、圧力スイッチ３２の状態と故障モードＫ１が一致していれば、電磁弁装置３０が異常であると判断して、車体傾斜制御プログラムの実行を中止するようになっている。

以上の説明から分かるように、本実施形態の車体傾斜装置１０ＦＬは、傾斜レベリングバルブ２１Ｂと電磁切換弁３１の間の空気配管５１Ｂに圧力スイッチ３２を設けて、空気配管５１Ｂで生じる圧力差（「ＭＲ圧」と「ＡＳ圧」の差）を検知することで、電磁弁装置３０（電磁切換弁３１）が正常に動作しているかを直接的に監視するという従来にない技術的思想を有している。そして、本実施形態の車体傾斜装置１０ＦＬは、従来の車体傾斜装置に対して所定の圧力でオンとオフを切換える圧力スイッチ３２を電磁弁装置３０に組み込むだけで構成されていて、圧力スイッチ３２自体は機械的な動作によって誤作動がほぼ生じないものである。このため、車体傾斜装置１０ＦＬは、信頼性が高い装置であり且つ簡易に構成できるものになっている。

第１実施形態の作用効果について説明する。
第１実施形態の車体傾斜装置１０ＦＬによれば、圧力スイッチ３２が空気配管５１Ｂで流れる圧縮空気の圧力を検出することで、電磁弁装置３０の動作を直接的に監視している。そして、車体傾斜制御部４０は、電磁切換弁３１を切換える際に、圧力スイッチ３２がオン又はオフになっている状態と、予め記憶している故障モードＫ１を照合する。

例えば、車体１の上昇傾斜を開始させて、図９（Ａ）に示したタイミングで圧力スイッチ３２がオフになっていると、車体傾斜制御部４０は、電磁弁装置３０が正確に動作していると判断できる。一方、図９（Ａ）に示したタイミングで仮に圧力スイッチ３２がオフになっていないと、車体傾斜制御部４０は、電磁切換弁３１が故障によってパッシブ側ｃ１に固定されたままになっていると判断して、電磁弁装置３０の異常を検出する。このとき、車体１の上昇傾斜が開始された直後であるため、空気バネ３ＦＬの伸張はまだ完了していない。

また、車体１の傾斜復帰を開始させて、図９（Ｂ）に示したタイミングで圧力スイッチ３２がオンになっていると、車体傾斜制御部４０は、電磁弁装置３０が正確に動作していると判断できる。一方、図９（Ｂ）に示したタイミングで仮に圧力スイッチ３２がオンになっていないと、車体傾斜制御部４０は、電磁切換弁３１が故障によって傾斜側ｃ２に固定されたままになっていると判断して、電磁弁装置３０の異常を検出する。このとき、車体１の傾斜復帰が開始された直後であるため、空気バネ３ＦＬの収縮はまだ完了していない。

こうして、この車体傾斜装置１０ＦＬでは、電磁弁装置３０の動作を直接的に監視しているため、空気バネ３ＦＬの伸張又は収縮が完了する時点より前に故障検知を早く行うことができる。更に、仮に車体傾斜装置１０ＦＬが故障している場合に、台車２Ｆに設けられている空気バネ３ＦＬが、台車２Ｂに設けられている空気バネ３ＢＬの変位に伴って正常であるかのように変位しても、空気バネ３ＦＬの変位によって故障検知を行っていないため、故障検知を正確に行うことができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１１は、第２実施形態の車体傾斜装置６０ＦＬの空気回路図である。第２実施形態では、図１１に示すように、第１出力切換弁３３及び第２出力切換弁３４が設けられていて、第１出力切換弁３３と第２出力切換弁３４との間で圧力スイッチ３２が圧力を検出する検出用配管５４（検出用流路）が設けられている。これら第１出力切換弁３３と第２出力切換弁３４と圧力スイッチ３２と検出用配管５４は、電磁弁装置３０Ｘに一体的に組み込まれている。

第１出力切換弁３３は、検出用配管５４のうち空気溜め４側に配置されていて、空気配管５１Ａから分岐する分岐配管５５（分岐流路）と空気配管５１Ｂ（第１流路）と検出用配管５４に接続されている。この第１出力切換弁３３は、車体傾斜制御部４０によって圧縮空気の流れを切換えるようになっている。つまり、第１出力切換弁３３は、分岐配管５５と検出用配管５４の間で圧縮空気の流れを許容していて、空気配管５１Ｂと検出用配管５４の間で圧縮空気の流れを禁止している。そして、車体傾斜制御部４０によって通電されると、分岐配管５５と検出用配管５４の間で圧縮空気の流れを禁止し、空気配管５１Ｂと検出用配管５４の間で圧縮空気の流れを許容するようになっている。

第２出力切換弁３４は、検出用配管５４のうち空気バネ３ＦＬ側に配置されていて、空気配管５１Ａ（第２流路）と空気配管５３（第３流路）と検出用配管５４に接続されている。この第２出力切換弁３４は、車体傾斜制御部４０によって圧縮空気の流れを切換えるようになっている。つまり、第２出力切換弁３４は、空気配管５１Ａと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを許容していて、検出用配管５４と空気配管５３の間で圧縮空気の流れを禁止している。そして、車体傾斜制御部４０によって通電されると、空気配管５１Ａと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを禁止し、検出用配管５４と空気配管５３の間で圧縮空気の流れを許容するようになっている。

次に、第２実施形態の故障モードＫ２を説明するために、電磁弁装置３０Ｘが正常に動作する場合の圧力スイッチ３２の状態と、電磁弁装置３０Ｘが異常に動作する場合の圧力スイッチ３２の状態とを分けて説明する。先ず、電磁弁装置３０Ｘが正常に動作する場合、車体傾斜制御が実行される際の空気回路の状態は、図１２〜図１７に示すように変化する。

また、図１８には、車体傾斜制御を実行する際の第１出力切換弁３３の状態と第２出力切換弁３４の状態と圧力スイッチ３２に作用する圧力と圧力スイッチ３２の状態とがタイムチャートで示されている。ここで、第１出力切換弁３３が分岐配管５５と検出用配管５４の間で圧縮空気の流れを許容し且つ空気配管５１Ｂと検出用配管５４の間で圧縮空気の流れを禁止するとき、「パッシブ側ｄ１（図１１参照）」と呼ぶことにする。一方、第１出力切換弁３３が分岐配管５５と検出用配管５４の間で圧縮空気の流れを禁止し且つ空気配管５１Ｂと検出用配管５４の間で圧縮空気の流れを許容するとき、「傾斜側ｄ２」と呼ぶことにする。

また、第２出力切換弁３４が空気配管５１Ａと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを許容し且つ検出用配管５４と空気配管５３の間で圧縮空気の流れを禁止するとき、「パッシブ側ｅ１」と呼ぶことにする。一方、第２出力切換弁３４が空気配管５１Ａと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを禁止し且つ検出用配管５４と空気配管５３の間で圧縮空気の流れを許容するとき、「傾斜側ｅ２」と呼ぶことにする。

図１２は、車体１を上昇傾斜させる前の空気回路の状態を示した図である。車体１を上昇傾斜させる前、即ち鉄道車両が直線路を走行しているとき（図１８参照）、図１２に示すように、第１出力切換弁３３及び第２出力切換弁３４はパッシブ側ｄ１，ｅ１に切換えられている。このため、空気溜め４の圧縮空気が第１出力切換弁３３を通って検出用配管５４に流れ込まず、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が第２出力切換弁３４及び第１出力切換弁３３を通って検出用配管５４に流れ込むため、検出用配管５４の圧力は「ＡＳ圧」になっている。従って、圧力スイッチ３２には「ＡＳ圧」が作用して、圧力スイッチ３２はオフになっている。

図１３は、第１出力切換弁３３を傾斜側ｄ２に切換えたときの空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が曲線路の入口緩和曲線に進入する前に、直線路を走行しているとき（図１８参照）、図１３に示すように、車体傾斜制御部４０が第１出力切換弁３３をパッシブ側ｄ１から傾斜側ｄ２に切換える。これにより、空気溜め４の圧縮空気が第１出力切換弁３３を通って検出用配管５４に流れ込み、検出用配管５４と空気配管５３の間で圧縮空気の流れが禁止されているため、検出用配管５４の圧力は「ＭＲ圧」になっている。従って、圧力スイッチ３２はオフからオンに切換わる。

図１４は、車体１の上昇傾斜を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が曲線路の入口緩和曲線に進入すると（図１８参照）、図１４に示すように、車体傾斜制御部４０が第２出力切換弁３４をパッシブ側ｅ１から傾斜側ｅ２に切換える。これにより、空気溜め４の圧縮空気が空気配管５２Ｂと傾斜レベリングバルブ２１Ｂと空気配管５１Ｂと第１出力切換弁３３と検出用配管５４と第２出力切換弁３４と空気配管５３を通って空気バネ３ＦＬに送り込まれる。これにより、空気バネ３ＦＬが伸張して、車体１が上昇傾斜し始める。

図１５は、車体１が上昇傾斜している最中の空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が曲線路の入口緩和曲線を走行している間（図１８参照）、車体１が上昇傾斜している途中で、車体１（車体１のうち曲線路の外軌側）が上昇位置になるため、図１５に示すように、パッシブレベリングバルブ２１Ａが圧縮空気を大気に排気する側ａ２に切換わる。これにより、空気配管５１Ａ及び分岐配管５５の内部の圧縮空気が、パッシブレベリングバルブ２１Ａを通って大気中に排気されて、空気配管５１Ａ及び分岐配管５５の圧力は「ＡＳ圧」から「大気圧」になる。また、検出用配管５４の内部の圧縮空気が、第２出力切換弁３４と空気配管５３を通って空気バネ３ＦＬに供給されるため、検出用配管５４の圧力は「ＭＲ圧」から「ＡＳ圧」になる。こうして、第２出力切換弁３４が傾斜側ｅ２に切換えられて一定時間経過した後、圧力スイッチ３２には「ＡＳ圧」が作用して、圧力スイッチ３２はオンからオフに切換わる。

図１６は、車体１の傾斜復帰を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が上昇傾斜している状態で曲線路の出口緩和曲線に進入すると（図１８参照）、図１６に示すように、車体傾斜制御部４０が第２出力切換弁３４を傾斜側ｅ２からパッシブ側ｅ１に切換える。これにより、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が空気配管５３と第２出力切換弁３４と空気配管５１Ａとパッシブレベリングバルブ２１Ａを通って、大気中に排気され始める。このため、空気バネ３ＦＬが収縮して、車体１が傾斜復帰し始める。

図１７は、車体１が傾斜復帰している最中の空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が曲線路の出口緩和曲線を走行している間（図１８参照）、車体１が傾斜復帰している途中で、図１７に示すように、車体１（車体１のうち曲線路の外軌側）が通常高さ位置になるため、傾斜レベリングバルブ２１Ｂが空気バネ３ＦＬに圧縮空気を供給する側ｂ３に切換わる。これにより、空気溜め４の圧縮空気が、空気配管５２Ｂと傾斜レベリングバルブ２１Ｂと空気配管５１Ｂと第１出力切換弁３３と検出用配管５４を通り、且つ検出用配管５４と空気配管５３の間で圧縮空気の流れが禁止されているため、検出用配管５４の圧力は「ＡＳ圧」から「ＭＲ圧」になる。こうして、第２出力切換弁３４がパッシブ側ｅ１に切換えられて一定時間経過した後、圧力スイッチ３２には「ＭＲ圧」が作用して、圧力スイッチ３２はオフからオンに切換わる。

その後、車体傾斜制御部４０が第１出力切換弁３３をパッシブ側ｄ１に切換えると、空気回路の状態は図１２に示した状態になる。即ち、検出用配管５４の内部の圧縮空気が、第１出力切換弁３３と分岐配管５５と空気配管５１Ａと第２出力切換弁３４と空気配管５３を通って空気バネ３ＦＬに供給されるため、検出用配管５４の圧力は「ＭＲ圧」から「ＡＳ圧」になる。こうして、第１出力切換弁３３がパッシブ側ｄ１に切換えられると、圧力スイッチ３２には「ＡＳ圧」が作用して、圧力スイッチ３２はオンからオフに切換わる。

続いて、電磁弁装置３０Ｘが異常に動作する場合、圧力スイッチ３２の状態について説明する。図１９には、電磁弁装置３０Ｘが四つのパターンで故障しているときの圧力スイッチ３２の状態がタイムチャートで示されている。また、図２０は、第２実施形態において故障タイミングと故障原因と故障モードＫ２を示した図である。

車体１の上昇傾斜を開始する前、即ち図１９の（Ａ）に示したタイミングにおいて、第１出力切換弁３３が故障によってパッシブ側ｄ１に固定されたままであると仮定する。この場合、空気配管５１Ｂで「ＭＲ圧」になっている圧縮空気が、第１出力切換弁３３を通過して検出用配管５４に流れ込まない。このため、検出用配管５４の圧力が「ＡＳ圧」から「ＭＲ圧」に上昇しなくて、圧力スイッチ３２では図１９の（Ａ）付近の二点鎖線で示すようにオフのままになる。しかし、上述したように、第１出力切換弁３３がパッシブ側ｄ１から傾斜側ｄ２に正常に切換われば、圧力スイッチ３２では図１８の（Ａ）付近の実線で示すようにオフからオンに切換わるはずである。このことから、車体傾斜制御部４０は、第１出力切換弁３３をパッシブ側ｄ１から傾斜側ｄ２に切換えた後、図１９の（Ａ）に示したタイミングにおいて、圧力スイッチ３２がオンに切換わらないことを故障モードＫ２として予め記憶している。

また、車体１の上昇傾斜を開始させた後、即ち図１９の（Ｂ）に示したタイミングにおいて、第２出力切換弁３４が故障によってパッシブ側ｅ１に固定されたままであると仮定する。この場合、検出用配管５４で「ＭＲ圧」になっている圧縮空気が第２出力切換弁３４を通過せず、且つ空気バネ３ＦＬの圧縮空気が第２出力切換弁３４を通過して検出用配管５４に流れない。このため、検出用配管５４の圧力が「ＭＲ圧」から「ＡＳ圧」に低下しなくて、圧力スイッチ３２では図１９の（Ｂ）付近の二点鎖線で示すようにオンになったままになる。しかし、上述したように、第２出力切換弁３４がパッシブ側ｅ１から傾斜側ｅ２に正常に切換われば、圧力スイッチ３２では図１８の（Ｂ）付近の実線で示すようにオンからオフに切換わるはずである。このことから、車体傾斜制御部４０は、第２出力切換弁３４をパッシブ側ｅ１から傾斜側ｅ２に切換えた後、図１９（Ｂ）に示したタイミングにおいて、圧力スイッチ３２がオフしないことを故障モードＫ２として予め記憶している。

また、車体１の傾斜復帰を開始させた後、即ち図１９の（Ｃ）に示したタイミングにおいて、第２出力切換弁３４が故障によって傾斜側ｅ２に固定されたままであると仮定する。この場合、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が第２出力切換弁３４を通過して検出用配管５４に送られる状態が維持される。このため、検出用配管５４の圧力が「ＡＳ圧」から「ＭＲ圧」に上昇しなくて、圧力スイッチ３２では図１９の（Ｃ）付近の二点鎖線で示すようにオフになったままになる。しかし、上述したように、第２出力切換弁３４が傾斜側ｅ２からパッシブ側ｅ１に正常に切換われば、圧力スイッチ３２では図１８の（Ｃ）付近の実線で示すようにオフからオンに切換わるはずである。このことから、車体傾斜制御部４０は、第２出力切換弁３４を傾斜側ｅ２からパッシブ側ｅ１に切換えた後、図１９の（Ｃ）に示したタイミングにおいて、圧力スイッチ３２がオンに切換わらないことを故障モードＫ２として記憶している。

また、車体１の傾斜復帰を開始させてしばらく経過した後、即ち図１９の（Ｄ）に示したタイミングにおいて、第１出力切換弁３３が故障によって傾斜側ｄ２に固定されたままであると仮定する。この場合、空気溜め４の圧縮空気が第１出力切換弁３３を通過して検出用配管５４に送られる状態が維持され、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が空気配管５３と第２出力切換弁３４と空気配管５１Ａと分岐配管５５と第１出力切換弁３３を通って検出用配管５４に送り込まれない。このため、検出用配管５４の圧力が「ＭＲ圧」から「ＡＳ圧」に下降しなくて、圧力スイッチ３２では図１９の（Ｄ）付近の二点鎖線で示すようにオンのままである。しかし、上述したように、第１出力切換弁３３が傾斜側ｄ２からパッシブ側ｄ１に正常に切換われば、圧力スイッチ３２では図１８の（Ｄ）付近の実線で示すようにオンからオフに切換わるはずである。このことから、車体傾斜制御部４０は、第１出力切換弁３３を傾斜側ｄ２からパッシブ側ｄ１に切換えた後、図１９の（Ｄ）に示したタイミングにおいて、圧力スイッチ３２がオフしないことを故障モードＫ２として予め記憶している。

こうして、車体傾斜制御部４０は、車体傾斜制御を行う際に、図１９の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示したタイミングにおいて、圧力スイッチ３２の状態と故障モードＫ２を照合する。これより、車体傾斜制御部４０は、圧力スイッチ３２の状態と故障モードＫ２が異なっていれば、電磁弁装置３０Ｘが正常であると判断して、車体傾斜制御プログラムを継続して実行する。一方、圧力スイッチ３２の状態と故障モードＫ２が一致していれば、電磁弁装置３０Ｘが異常であると判断して、車体傾斜制御プログラムの実行を中止するようになっている。

第２実施形態の作用効果について説明する。
第２実施形態の車体傾斜装置６０ＦＬによれば、第１実施形態の作用効果と同様、空気バネ３ＦＬの変位ではなく、電磁弁装置３０Ｘの第１出力切換弁３３及び第２出力切換弁３４の動作を直接的に監視することで、故障検知を早く且つ正確に行うことができる。更に、第２実施形態の空気回路では、第１出力切換弁３３及び第２出力切換弁３４の両方でパッシブ側ｄ１，ｅ１から傾斜側ｄ２，ｅ２に切換えたときに車体１の上昇傾斜が始まり、第１出力切換弁３３のみをパッシブ側ｄ１から傾斜側ｄ２に切換えても車体１の上昇傾斜が始まらない。このため、第１出力切換弁３３のみをパッシブ側ｄ１から傾斜側ｄ２に切換えて、図１９の（Ａ）に示したタイミングで圧力スイッチ３２の状態を監視することで、車体傾斜制御を開始する前に故障検知を行うことができる。また、第２実施形態では、第１出力切換弁３３と第２出力切換弁３４とのいずれかが正常ならば、車体傾斜制御が正常に行われるメリットがある。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図２１は、第３実施形態の車体傾斜装置７０ＦＬの空気回路図である。第３実施形態では、図２１に示すように、第１圧力スイッチ３５（傾斜側圧力検出部）と、この第１圧力スイッチ３５が圧力を検出する検出用配管５６とが設けられている。第１圧力スイッチ３５では、「ＭＲ圧」が作用するとオンになり、「ＡＳ圧」が作用するとオフになるように設定されていて、車体傾斜制御部４０が第１圧力スイッチ３５の状態を逐次入力して監視するようになっている。検出用配管５６のうち空気バネ３ＦＬ側には、電磁切換弁３６が配置されていて、検出用配管５６のうち空気溜め４側には、第１遮断弁３７が配置されている。

電磁切換弁３６は、空気配管５１Ａと検出用配管５６と空気配管５３に接続されている。この電磁切換弁３６は、車体傾斜制御部４０によって圧縮空気の流れを切換えるようになっている。つまり、電磁切換弁３６は、空気配管５１Ａと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを許容していて、検出用配管５６と空気配管５３の間で圧縮空気の流れを禁止している。そして、車体傾斜制御部４０によって通電されると、空気配管５１Ａと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを禁止し、検出用配管５６と空気配管５３の間で圧縮空気の流れを許容するようになっている。

第１遮断弁３７は、空気配管５１Ｂと検出用配管５６に接続されている。この第１遮断弁３７は、車体傾斜制御部４０によって開閉するようになっている。つまり、第１遮断弁３７は、閉じていて空気配管５１Ｂと検出用配管５６の間で圧縮空気の流れを禁止している。そして、車体傾斜制御部４０によって通電されると開いて、空気配管５１Ｂと検出用配管５６の間で圧縮空気の流れを許容するようになっている。

また、第３実施形態の空気回路では、空気配管５１Ａから分岐配管５７が分岐していて、分岐配管５７で圧力を検出する第２圧力スイッチ３９（パッシブ側圧力検出部）が設けられている。第２圧力スイッチ３９では、「ＡＳ圧」が作用するとオンになり、「大気圧」が作用するとオフになるように設定されている。即ち、第２圧力スイッチ３９は、分岐配管５７を流れる圧縮空気の圧力が「ＡＳ圧」から低圧である「大気圧」に変わると、
オンからオフに切換わる。車体傾斜制御部４０は、第２圧力スイッチ３９の状態を逐次入力して監視している。

また、空気配管５３から分岐配管５８が分岐していて、分岐配管５７と分岐配管５８との間に第２遮断弁３８が接続されている。第２遮断弁３８は、車体傾斜制御部４０によって開閉するようになっている。つまり、第２遮断弁３８は、開いていて分岐配管５７と分岐配管５８の間で圧縮空気の流れを許容している。そして、車体傾斜制御部４０によって通電されると閉じて、分岐配管５７と分岐配管５８の間で圧縮空気の流れを禁止するようになっている。第１圧力スイッチ３５と電磁切換弁３６と第１遮断弁３７と第２遮断弁３８と第２圧力スイッチ３９と検出用配管５６と分岐配管５７と分岐配管５８は、電磁弁装置３０Ｙに一体的に組み込まれている。

次に、第３実施形態の故障モードＫ３を説明するために、電磁弁装置３０Ｙが正常に動作する場合の第１圧力スイッチ３５の状態及び第２圧力スイッチ３９の状態と、電磁弁装置３０Ｙが異常に動作する場合の第１圧力スイッチ３５の状態及び第２圧力スイッチ３９の状態とを分けて説明する。先ず、電磁弁装置３０Ｙが正常に動作する場合、車体傾斜制御が実行される際の空気回路の状態は、図２２〜図２６に示すように変化する。

また、図２７には、車体傾斜制御を実行する際の第１遮断弁３７の状態と第２遮断弁３８の状態と電磁切換弁３６の状態と第１圧力スイッチ３５に作用する圧力と第１圧力スイッチ３５の状態と第２圧力スイッチ３９に作用する圧力と第２圧力スイッチ３９の状態とが、タイムチャートで示されている。ここで、電磁切換弁３６が空気配管５１Ａと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを許容し且つ検出用配管５６と空気配管５３の間で圧縮空気の流れを禁止するとき、「パッシブ側ｆ１（図２２参照）」と呼ぶことにする。一方、電磁切換弁３６が空気配管５１Ａと空気配管５３の間で圧縮空気の流れを禁止し且つ検出用配管５６と空気配管５３の間で圧縮空気の流れを許容するとき、「傾斜側ｆ２」と呼ぶことにする。そして、第１遮断弁３７が閉じているとき「閉ｇ１」と呼び、第１遮断弁が開いているとき「開ｇ２」と呼ぶことにする。また、第２遮断弁３８が開いているとき「開ｈ１」と呼び、第２遮断弁３８が閉じているとき「閉ｈ２」と呼ぶことにする。

図２２は、車体１を上昇傾斜させる前の空気回路の状態を示した図である。図２２に示すように、車体１を上昇傾斜させる前、即ち鉄道車両が直線路を走行しているとき（図２７参照）、電磁切換弁３６はパッシブ側ｆ１に切換えられ、第１遮断弁３７は閉ｇ１に切換えられ、第２遮断弁３８は開ｈ１に切換えられている。これにより、検出用配管５６の内部の圧縮空気は電磁切換弁３６と第１出力切換弁３７によって閉じ込められていて、検出用配管５６の圧力は「ＡＳ圧」になっている。これにより、第１圧力スイッチ３５には「ＡＳ圧」が作用して、第１圧力スイッチ３５はオフになっている。なお、検出用配管５６で「ＡＳ圧」になっている理由については後に説明する。また、空気バネ３ＦＬの圧縮空気は、空気配管５３と分岐配管５８と第２遮断弁３８を通って分岐配管５７に流れると共に、電磁切換弁３６と空気配管５１Ａを通って分岐配管５７に流れている。このため、分岐配管５７では「ＡＳ圧」が作用して、第２圧力スイッチ３９はオンになっている。

図２３は、第１出力切換弁３７を開ｇ２に切換えると共に第２出力切換弁３８を閉ｈ２に切換えたときの空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が曲線路の入口緩和曲線に進入する前に、直線路を走行しているとき（図２７参照）、図２３に示すように、車体傾斜制御部４０が第１出力切換弁３７を閉ｇ１から開ｇ２に切換えると共に、第２出力切換弁３８を開ｈ１から閉ｈ２に切換える。これにより、空気溜め４の圧縮空気が第１遮断弁３７を通って検出用配管５６に流れ込み、且つ検出用配管５６と空気配管５３の間で圧縮空気の流れが禁止されているため、検出用配管５６の圧力は「ＭＲ圧」になっている。このため、第１圧力スイッチ３５はオフからオンに切換わる。また、空気バネ３ＦＬの圧縮空気は空気配管５３と電磁切換弁３６と空気配管５１Ａと分岐配管５７を流れるため、分岐配管５７では「ＡＳ圧」が作用している。従って、第２圧力スイッチ３９には「ＡＳ圧」が作用したままであり、第２圧力スイッチ３９はオンになっている。

図２４は、車体１の上昇傾斜を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が曲線路の入口緩和曲線に進入すると（図２７参照）、図２４に示すように、車体傾斜制御部４０が電磁切換弁３６をパッシブ側ｆ１から傾斜側ｆ２に切換える。これにより、空気溜め４の圧縮空気が空気配管５２Ｂと傾斜レベリングバルブ２１Ｂと空気配管５１Ｂと第１遮断弁３７と検出用配管５６と電磁切換弁３６と空気配管５３を通って空気バネ３ＦＬに送り込まれる。これにより、空気バネ３ＦＬが伸張して、車体１が上昇傾斜し始める。

図２５は、車体１が上昇傾斜している最中の空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が曲線路の入口緩和曲線を走行している間（図２７参照）、車体１が上昇傾斜している途中で、車体１が上昇位置になるため、図２５に示すように、パッシブレベリングバルブ２１Ａが圧縮空気を大気に排気する側ａ２に切換わる。これにより、空気配管５１Ａ及び分岐配管５７の内部の圧縮空気が、パッシブレベリングバルブ２１Ａを通って大気中に排気されて、空気配管５１Ａ及び分岐配管５５の圧力は「ＡＳ圧」から「大気圧」になる。こうして、電磁切換弁３６を傾斜側ｆ２に切換えて一定時間経過した後、第２圧力スイッチ３９には「大気圧」が作用して、第２圧力スイッチ３９はオンからオフに切換わる。また、検出用配管５６の内部の圧縮空気が、電磁切換弁３６と空気配管５３を通って空気バネ３ＦＬに供給されるため、検出用配管５６の圧力は「ＭＲ圧」から「ＡＳ圧」になる。こうして、電磁切換弁３６を傾斜側ｆ２に切換えて一定時間経過した後、第１圧力スイッチ３９には「ＡＳ圧」が作用して、第１圧力スイッチ３５はオンからオフに切換わる。

図２６は、車体１の傾斜復帰を開始させたときの空気回路の状態を示した図である。鉄道車両が上昇傾斜している状態で曲線路の出口緩和曲線に進入すると（図２７参照）、図２６に示すように、車体傾斜制御部４０が第１遮断弁３７を開ｇ２から閉ｇ１に切換えると共に、第２遮断弁３８を閉ｈ２から開ｈ１に切換える。これにより、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が空気配管５３と分岐配管５８と第２遮断弁３８と分岐配管５７と空気配管５１Ａとパッシブレベリングバルブ２１Ａを通って、大気中に排気され始める。このため、空気バネ３ＦＬが収縮して、車体１が傾斜復帰し始める。そして、分岐配管５７では、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が流れ始めるため、分岐配管５７の圧力は「大気圧」から「ＡＳ圧」になる。こうして、第１遮断弁３７を開ｇ２から閉ｇ１に切換えると共に、第２遮断弁３８を閉ｈ２から開ｈ１に切換えて一定時間経過した後、第２圧力スイッチ３９には「ＡＳ圧」が作用して、第２圧力スイッチ３９はオフからオンに切換わる。

その後、車体１の傾斜復帰が完了して、電磁切換弁３６をパッシブ側ｆ１に切換えると、空気回路の状態は図２２に示した状態になる。即ち、検出用配管５６の内部の圧縮空気は電磁切換弁３６と第１出力切換弁３７によって閉じ込められて、「ＡＳ圧」になっている状態が維持される。こうして、第１圧力スイッチ３５には「ＡＳ圧」が作用し続けて、第１圧力スイッチ３５はオフになったままである。

続いて、電磁弁装置３０Ｙが異常に動作する場合、第１圧力スイッチ３５の状態及び第２圧力スイッチ３９の状態について説明する。図２８には、電磁弁装置３０Ｙが六つのパターンで故障しているときの第１圧力スイッチ３５の状態又は第２圧力スイッチ３９の状態がタイムチャートで示されている。また、図２９は、第３実施形態において故障検知タイミングと故障原因と故障モードＫ３を示した図である。

車体１の上昇傾斜を開始する前、即ち図２８の（Ａ）に示したタイミングにおいて、電磁切換弁３６が故障によって傾斜側ｆ２に固定されたままであると仮定する。この場合、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が電磁切換弁３６を通って検出用配管５６に流れている状況で、空気溜め４の圧縮空気が第１遮断弁３７を通って検出用配管５６に流れ込む。このため、検出用配管５６の圧力が「ＡＳ圧」から「ＭＲ圧」に一瞬上昇した後すぐに「ＡＳ圧」になり、第１圧力スイッチ３５では図２８の（Ａ）付近の二点鎖線で示すように一瞬オンになった後オフになる。しかし、上述したように、電磁切換弁３６がパッシブ側ｆ１に正常に切換えられていれば、第１圧力スイッチ３５では図２７の（Ａ）付近の実線で示すように、オフからオンに切換えられて、オンが維持されるはずである。このことから、車体傾斜制御部４０は、第１遮断弁３７を閉ｇ１から開ｇ２に切換えた後、図２８の（Ａ）に示したタイミングにおいて、第１圧力スイッチ３５がオンしないことを故障モードＫ３として予め記憶している。

また、車体１の上昇傾斜を開始する前、即ち図２８の（Ｂ）に示したタイミングにおいて、第１遮断弁３７が故障によって閉ｇ１に固定されたままであると仮定する。この場合、空気配管５１Ｂで「ＭＲ圧」になっている圧縮空気が第１遮断弁３７を通過しなくて検出用配管５６に流れ込まない。このため、検出用配管５６の圧力が「ＡＳ圧」から「ＭＲ圧」に上昇しなくて、第１圧力スイッチ３５では図２８の（Ｂ）付近の二点鎖線で示すようにオフになったままになる。しかし、上述したように、第１遮断弁３７が閉ｇ１から開ｇ２に正常に切換われば、第１圧力スイッチ３５では図２７の（Ｂ）付近の実線で示すようにオフからオンに切換わるはずである。このことから、車体傾斜制御部４０は、第１遮断弁３７を閉ｇ１から開ｇ２に切換えた後、図２８の（Ｂ）に示したタイミングにおいて、第１圧力スイッチ３５がオンしないことを故障モードＫ３として予め記憶している。

また、車体１の上昇傾斜を開始させた後、即ち図２８の（Ｃ）に示したタイミングにおいて、電磁切換弁３６が故障によってパッシブ側ｆ１に固定されたままであると仮定する。この場合、検出用配管５６で「ＭＲ圧」になっている圧縮空気が電磁切換弁３６を通過しない。このため、検出用配管５６では「ＭＲ圧」から「ＡＳ圧」に低下しなくて、第１圧力スイッチ３５では図２８の（Ｃ）付近の二点鎖線で示すようにオンのままである。しかし、上述したように、電磁切換弁３６が傾斜側ｆ２に正常に切換われば、第１圧力スイッチ３５では図２７の（Ｃ）付近の実線で示すようにオンからオフに切換わるはずである。このことから、車体傾斜制御部４０は、電磁切換弁３６をパッシブ側ｆ１から傾斜側ｆ２に切換えた後、図２８の（Ｃ）に示したタイミングにおいて、第１圧力スイッチ３５がオフしないことを故障モードＫ３として予め記憶している。

また、車体１の上昇傾斜を開始させた後、即ち図２８の（Ｄ）に示したタイミングにおいて、第２遮断弁３８が故障によって開ｈ１に固定されたままであると仮定する。この場合、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が第２遮断弁３８を通過して分岐配管５７に流れる。このため、分岐配管５７の圧力が「ＡＳ圧」から「大気圧」に下降しなくて、第２圧力スイッチ３９では図２８の（Ｄ）付近の二点鎖線で示すようにオンのままになる。しかし、上述したように、第２遮断弁３８が閉ｈ２に正常に切換わっていれば、第２圧力スイッチ３９では図２７の（Ｄ）付近の実線で示すようにオンからオフに切換わるはずである。このことから、車体傾斜制御部４０は、電磁切換弁３６をパッシブ側ｆ１から傾斜側ｆ２に切換えた後、図２８の（Ｄ）に示したタイミングにおいて、第２圧力スイッチ３９がオフしないことを故障モードＫ３として予め記憶している。

また、車体の傾斜復帰を開始させた後、即ち図２８の（Ｅ）に示したタイミングにおいて、第２遮断弁３８が故障によって閉ｈ２に固定されたままであると仮定する。この場合、空気バネ３ＦＬの圧縮空気が第２遮断弁３８を通過しなくて分岐配管５７に流れない。このため、分岐配管５７の圧力が「大気圧」から「ＡＳ圧」に上昇しなくて、第２圧
力スイッチ３９では図２８の（Ｅ）付近の二点鎖線で示すようにオフになったままにな
る。しかし、上述したように、第２遮断弁３８が閉ｈ２から開ｈ１に正常に切換われば、第２圧力スイッチ３９では図２７の（Ｅ）付近の実線で示すようにオフからオンに切換わるはずである。このことから、車体傾斜制御部４０は、第２遮断弁３８を閉ｈ２から開ｈ１に切換えた後、図２８の（Ｅ）に示したタイミングにおいて、第２圧力スイッチ３９がオンしないことを故障モードＫ３として予め記憶している。

また、車体１の傾斜復帰を開始させてしばらく経過した後、即ち図２８の（Ｆ）に示したタイミングにおいて、第１遮断弁３７が開ｇ２に固定されたままであると仮定する。この場合、空気溜め４の圧縮空気が第１遮断弁３７を通過して検出用配管５６に流れ込む。このため、検出用配管５６の圧力が「ＡＳ圧」から「ＭＲ圧」に上昇して、第１圧力スイッチ３５では図２８の（Ｆ）付近の二点鎖線で示すようにオフからオンに切換わる。しかし、上述したように、第１遮断弁３７は開ｇ２から閉ｇ１に正常に切換わっていれば、第１圧力スイッチ３５では図２７の（Ｆ）付近の実線で示すようにオフになったままである。このことから、車体傾斜制御部４０は、電磁切換弁３６を傾斜側ｆ２からパッシブ側ｆ１に切換えた後、図２８の（Ｆ）に示したタイミングにおいて、第１圧力スイッチ３５がオンすることを故障モードＫ３として予め記憶している。

こうして、車体傾斜制御部４０は、車体傾斜制御を行う際に、図２８の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）に示したタイミングにおいて、第１圧力スイッチ３５の状態及び第２圧力スイッチ３９の状態と故障モードＫ３を照合する。これより、車体傾斜制御部４０は、第１圧力スイッチ３５の状態及び第２圧力スイッチ３９の状態と故障モードＫ３が異なっていれば、電磁弁装置３０Ｙが正常であると判断して、車体傾斜制御プログラムを継続して実行する。一方、第１圧力スイッチ３５の状態及び第２圧力スイッチ３９の状態と故障モードＫ３が一致していれば、電磁弁装置３０Ｙが異常であると判断して、車体傾斜制御プログラムの実行を中止するようになっている。

第３実施形態の作用効果について説明する。
第３実施形態の車体傾斜装置７０ＦＬによれば、第１実施形態の作用効果と同様、空気バネ３ＦＬの変位ではなく、電磁弁装置３０Ｙの電磁切換弁３６と第１遮断弁３７と第２遮断弁３８の動作を直接的に監視することで、故障検知を早く且つ正確に行うことができる。また、第２実施形態の作用効果と同様、図２８の（Ａ）（Ｂ）に示したタイミングにおいて第１圧力スイッチ３５の状態を監視することで、車体傾斜制御を開始する前に故障検知を行うことができる。更に、第３実施形態の空気回路では、第１圧力スイッチ３５及び第２圧力スイッチ３９の両方を用いて故障検知を行うため、故障検知をより正確に行うことができる。また、第３実施形態では、電磁切換弁３６と第１遮断弁３７と第２遮断弁３８とのいずれかが正常ならば、車体傾斜制御が正常に行われるメリットがある。

以上、本発明に係る鉄道車両の車体傾斜装置の各実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることはなく、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、傾斜側流路５０Ｂを流れる圧縮空気の圧力を検出する構成（傾斜側圧力検出部）として、圧力スイッチ３２又は第１圧力スイッチ３５を用い、パッシブ側流路５０Ａを流れる圧縮空気の圧力を検出する構成（傾斜側圧力検出部）として第２圧力スイッチ３９を用いたが、圧力スイッチに換えて圧力センサを用いても良い。
また、電磁切換弁、圧力センサ、遮断弁の数は１つ又は２つに限定されるものではなく３つ以上であっても良く、電磁弁装置の構成は適宜変更可能である。

１ 車体
２Ｆ 台車
３ＦＬ 空気バネ
４ 空気溜め
１０ＦＬ，６０ＦＬ，７０ＦＬ 車体傾斜装置
２０ レベリングバルブ装置
２１Ａ パッシブレベリングバルブ
２１Ｂ 傾斜レベリングバルブ
３０，３０Ｘ，３０Ｙ 電磁弁装置
３１，３６ 電磁切換弁
３２ 圧力スイッチ
３３ 第１出力切換弁
３４ 第２出力切換弁
３５ 第１圧力スイッチ
３７ 第１遮断弁
３８ 第２遮断弁
３９ 第２圧力スイッチ
４０ 車体傾斜制御部
５０Ａ パッシブ側流路
５０Ｂ 傾斜側流路
５４，５６ 検出用配管
５５，５７，５８ 分岐配管
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３ 故障モード

Claims (5)

1. 台車に載置されていて車体を支持する空気バネと、
   前記空気バネに供給するための圧縮空気を貯留する空気溜めと、
   前記空気バネと前記空気溜めの間の空気流路に設けられて前記車体の高さ位置に応じて圧縮空気の供給と排気と遮断とを行うレベリングバルブ装置とを備え、
   前記レベリングバルブ装置は、
   前記車体が通常高さ位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断する側に設定され、前記車体が上昇位置にあるときに圧縮空気を大気に排気する側に設定されるパッシブレベリングバルブと、
   前記車体が通常位置にあるときに前記空気バネに圧縮空気を供給する側に設定され、前記車体が上昇位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断する側に設定される傾斜レベリングバルブとを有し、
   前記パッシブレベリングバルブと前記空気バネの間のパッシブ側流路で圧縮空気の流れを許容又は禁止すると共に、前記傾斜レベリングバルブと前記空気バネの間の傾斜側流路で圧縮空気の流れを許容又は禁止する電磁弁装置が設けられ、
   前記車体を前記通常高さ位置から前記上昇位置へ上昇傾斜させるときに、前記傾斜側流路で圧縮空気の流れを許容するように前記電磁弁装置を制御し、前記車体を前記上昇位置から前記通常高さ位置へ傾斜復帰させるときに、前記パッシブ側流路で圧縮空気の流れを許容するように前記電磁弁装置を制御する車体傾斜制御部が設けられている鉄道車両の車体傾斜装置において、
   前記傾斜側流路を流れる圧縮空気の圧力を検出する傾斜側圧力検出部が設けられていて、
   前記車体傾斜制御部は、前記電磁弁装置の異常な動作に基づいて前記傾斜側圧力検出部が検出する異常な検出結果を故障モードとして予め記憶していて、前記電磁弁装置を制御する際に前記傾斜側圧力検出部が検出する検出結果と前記故障モードを照合して、前記電磁弁装置の異常を判断することを特徴とする鉄道車両の車体傾斜装置。
2. 請求項１に記載された鉄道車両の車体傾斜装置において、
   前記傾斜側圧力検出部は、所定の圧力でオンとオフを切換える圧力スイッチで構成されていて、この圧力スイッチが前記電磁弁装置に一体的に組み込まれていることを特徴とする鉄道車両の車体傾斜装置。
3. 請求項２に記載された鉄道車両の車体傾斜装置において、
   前記電磁弁装置は、前記圧力スイッチが圧力を検出する検出用流路と、前記検出用流路のうち前記空気溜め側に配置されている第１出力切換弁と、前記検出用流路のうち前記空気バネ側に配置されている第２出力切換弁とを有し、
   前記第１出力切換弁は、前記パッシブ側流路から分岐する分岐流路と前記検出用流路の間で圧縮空気の流れを許容又は禁止すると共に、前記傾斜レベリングバルブを通る第１流路と前記検出用流路の間で圧縮空気の流れを許容又は禁止するものであり、
   前記第２出力切換弁は、前記パッシブレベリングバルブを通る第２流路と前記空気バネに接続されている第３流路の間で圧縮空気の流れを許容又は禁止すると共に、前記検出用流路と前記第３流路の間で圧縮空気の流れを許容又は禁止するものであることを特徴とする鉄道車両の車体傾斜装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載された鉄道車両の車体傾斜装置において、
   前記パッシブ側流路を流れる圧縮空気の圧力を検出するパッシブ側圧力検出部が設けられていて、
   前記故障モードは、前記電磁弁装置の異常な動作に基づいて前記パッシブ側圧力検出部が検出する異常な検出結果を含んでいて、
   前記車体傾斜制御部は、前記電磁弁装置を制御する際に前記傾斜側圧力検出部が検出する検出結果及び前記パッシブ側圧力検出部が検出する検出結果と前記故障モードを照合することを特徴とする鉄道車両の車体傾斜装置。
5. 請求項４に記載された鉄道車両の車体傾斜装置において、
   前記パッシブ側圧力検出部は、所定の圧力でオンとオフを切換える圧力スイッチで構成されていて、この圧力スイッチが前記電磁弁装置に一体的に組み込まれていることを特徴とする鉄道車両の車体傾斜装置。

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