JP2015217693A - 鉄道車両の制振用ダンパ - Google Patents
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Abstract
【課題】ダンパ伸縮速度が小さい場合でも大きな制御荷重を安定して発生でき、制振用の油圧回路を簡素化してコスト低減と信頼性向上が可能な鉄道車両の制振用ダンパを提供する。【解決手段】ピストン15にチェック弁16を備え、ヘッド側室13からロッド側室14へ作動油が流れるようにしたシリンダ10と、ヘッド側室に対してチェック弁19を介して接続されたオイルタンク18と、シリンダに流れる作動油の制御荷重を大きくするオンロード制御および該作動油の制御荷重を略零にするアンロード制御の切り換えが可能な油圧回路20とを有する鉄道車両1の制振用ダンパ5である。油圧回路には、第1流路21からオイルタンク18へ分岐する第2流路23上に第1ON/OFF弁24と低圧リリーフ弁31を有するパッシブ回路33とを直列配置した。第1ON/OFF弁を開閉することにより、オンロード時における作動油の制御荷重を低圧と高圧に切り換えた。【選択図】図2
Description
本発明は、車体振動に対する制振を行う鉄道車両の制振用ダンパであって、特に、ダンパ伸縮速度が小さい場合でも必要な制御荷重を安定して発生できるとともに、制振制御に関する油圧回路を簡素化できる制振用ダンパに関する。
一般に、鉄道車両では、台車から伝達される車体の振動を空気バネによって緩和しているが、空気バネは振動を減衰させることができないため、台車と車体との間には制振用ダンパが設けられている。制振用ダンパには種々のものが提案されており、その一例として下記特許文献1に記載されたセミアクティブダンパを挙げることができる。図11は、同文献に開示されたセミアクティブダンパを示した回路図である。
図11に示すように、特許文献1に記載されたセミアクティブダンパ100は、ピストンロッド112と一体のピストン115にチェック弁116を備えた流路が形成され、ヘッド側室113からロッド側室114へ作動油が流れるようにしたシリンダ111と、ヘッド側室113に対してチェック弁119を介して接続されたオイルタンク118と、シリンダ111の伸縮に伴って流れる作動油の抵抗を大きくするオンロード制御および該作動油の抵抗を小さくするアンロード制御の切り換えが可能な油圧回路とを有し、油圧回路は、シリンダ111の伸長作動に対し弁の開度調整によりオンロード制御を行う第1比例リリーフ弁173と、シリンダの収縮作動に対し弁の開度調整によりオンロード制御を行う第2比例リリーフ弁176とを備えたものである。なお、鉄道車両には、車体の左右横方向の振動を検出する加速度センサが設けられ、それに制振コントローラが接続されている。
図11に示す油圧回路において、ロッド側室114に接続された流路171には、フィルタ172aを介して第1比例リリーフ弁173が設けられている。第1比例リリーフ弁173の二次側では、流路171から分岐した流路174がオイルタンク118へ接続されている。その流路174には、パッシブ用の低圧リリーフ弁175と第2比例リリーフ弁176が直列に設けられている。
第1比例リリーフ弁173及び第2比例リリーフ弁176は、ノーマルオープンタイプの電磁比例リリーフ弁であって、制振コントローラからの荷重制御信号に従いリリーフ圧を開度調整によって変化させたオンロード制御が行われ、通常の全開状態でアンロード制御を可能とするようにしたものである。
第1比例リリーフ弁173及び第2比例リリーフ弁176は、ノーマルオープンタイプの電磁比例リリーフ弁であって、制振コントローラからの荷重制御信号に従いリリーフ圧を開度調整によって変化させたオンロード制御が行われ、通常の全開状態でアンロード制御を可能とするようにしたものである。
しかしながら、上記セミアクティブダンパ100の荷重制御は、電磁比例リリーフ弁173、176の開度調整を利用して行っているが、電磁比例リリーフ弁自体には、流量―圧力特性上の問題がある。すなわち、電磁比例弁は、電磁アクチュエータ部に比例ソレノイドを使用し、電磁アクチュエータ部への入力電流に比例した圧力制御が可能である。しかし、リリーフ弁は、スプリング力によって閉じられた弁座部を作動油の油圧力によって開くことで、リリーフが開始される構造となっている。この弁座部の開度は通過する作動油の流量に従って変化し、流量が増加するに従って圧力側ポート(Pポート)の圧力が弁座の面積変化に伴って高くなる特性がある。この流量―圧力特性は、図12に示すように、作動油の流量が小さい場合に圧力変化が大きくなり、リリーフ圧力が大幅に減少する傾向がある。
そのため、ダンパ伸縮速度が小さい場合(例えば、車体と台車が同じ方向に動いている場合)には、指示通りの制御荷重が発生できず、制振効果が低くなる問題があった。
そのため、ダンパ伸縮速度が小さい場合(例えば、車体と台車が同じ方向に動いている場合)には、指示通りの制御荷重が発生できず、制振効果が低くなる問題があった。
一方、車体が空力外乱を受けて激しく揺すられるような対向車両とのすれ違い時やトンネル通過時などでは、セミアクティブダンパの制振能力を超える程の大きな制御荷重が必要となるので、電磁比例リリーフ弁による微妙な荷重制御を行う余地がない。
さらに、セミアクティブダンパは、約半分のタイミングでアンロード制御になり、オンロード制御を行う機会が少ない。
よって、上記セミアクティブダンパは、高価な電磁比例リリーフ弁を使用し、複雑な油圧回路を採用する効果を十分発揮することができないという問題があった。
さらに、セミアクティブダンパは、約半分のタイミングでアンロード制御になり、オンロード制御を行う機会が少ない。
よって、上記セミアクティブダンパは、高価な電磁比例リリーフ弁を使用し、複雑な油圧回路を採用する効果を十分発揮することができないという問題があった。
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、ダンパ伸縮速度が小さい場合でも大きな制御荷重を安定して発生できるとともに、制振制御に関する油圧回路を簡素化してコスト低減と信頼性向上が可能な鉄道車両の制振用ダンパを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る鉄道車両の制振用ダンパは、以下の構成を備えている。
(1)ピストンロッドと一体のピストンにチェック弁を備えた流路が形成され、ヘッド側室からロッド側室へ作動油が流れるようにしたシリンダと、前記ヘッド側室に対してチェック弁を介して接続されたオイルタンクと、前記シリンダの伸縮に伴って流れる作動油の制御荷重を大きくするオンロード制御および該作動油の制御荷重を略零にするアンロード制御の切り換えが可能な油圧回路とを有する鉄道車両の制振用ダンパであって、
前記油圧回路には、前記ロッド側室から前記ヘッド側室への第1流路から前記オイルタンクへ分岐する第2流路上に第1ON/OFF弁と低圧リリーフ弁を有するパッシブ回路とを直列配置して、前記第1ON/OFF弁を開閉することにより、オンロード時における作動油の制御荷重を低圧と高圧に切り換え可能としたことを特徴とする。
(1)ピストンロッドと一体のピストンにチェック弁を備えた流路が形成され、ヘッド側室からロッド側室へ作動油が流れるようにしたシリンダと、前記ヘッド側室に対してチェック弁を介して接続されたオイルタンクと、前記シリンダの伸縮に伴って流れる作動油の制御荷重を大きくするオンロード制御および該作動油の制御荷重を略零にするアンロード制御の切り換えが可能な油圧回路とを有する鉄道車両の制振用ダンパであって、
前記油圧回路には、前記ロッド側室から前記ヘッド側室への第1流路から前記オイルタンクへ分岐する第2流路上に第1ON/OFF弁と低圧リリーフ弁を有するパッシブ回路とを直列配置して、前記第1ON/OFF弁を開閉することにより、オンロード時における作動油の制御荷重を低圧と高圧に切り換え可能としたことを特徴とする。
本発明によれば、油圧回路には、ロッド側室からヘッド側室への第1流路からオイルタンクへ分岐する第2流路上に第1ON/OFF弁と低圧リリーフ弁を有するパッシブ回路とを直列配置して、第1ON/OFF弁を開閉するので、オンロード時の荷重指令が小さい場合には、第1ON/OFF弁を開状態にして、ロッド側室又はヘッド側室からオイルタンクへ送りだされる作動油の制御荷重を、低圧リリーフ弁を有するパッシブ回路のリリーフ圧として低圧にすることができる。一方、オンロード時の荷重指令が大きい場合には、第1ON/OFF弁を閉状態に切り換えることによってパッシブ回路への作動油の流れを止めて、ロッド側室又はヘッド側室からオイルタンクへ送りだされる作動油の制御荷重を、高圧に切り換えることができる。この場合、作動油の制御荷重は、油圧回路を保護する高圧リリーフ弁のリリーフ圧に設定することができる。
したがって、オンロード時の制御荷重は、作動油の流量の大小に影響されることなく、パッシブ回路のリリーフ圧(低圧)と高圧リリーフ弁のリリーフ圧(高圧)とに切り換えることができる。そのため、ダンパ伸縮速度が小さい場合でも大きな制御荷重を安定して発生できる。
また、油圧回路は、単純な構造のON/OFF弁とリリーフ弁等とからなるので、回路を簡素化してコスト低減と信頼性向上に寄与することができる。
したがって、オンロード時の制御荷重は、作動油の流量の大小に影響されることなく、パッシブ回路のリリーフ圧(低圧)と高圧リリーフ弁のリリーフ圧(高圧)とに切り換えることができる。そのため、ダンパ伸縮速度が小さい場合でも大きな制御荷重を安定して発生できる。
また、油圧回路は、単純な構造のON/OFF弁とリリーフ弁等とからなるので、回路を簡素化してコスト低減と信頼性向上に寄与することができる。
(2)(1)に記載された鉄道車両の制振用ダンパにおいて、
前記油圧回路には、前記第1流路上の前記第2流路の分岐点より前記ヘッド側室側に第2ON/OFF弁を配置し、前記第1流路上の前記第2ON/OFF弁の2次側から分岐して前記オイルタンクに接続された第3流路に第3ON/OFF弁を配置して、前記第2ON/OFF弁及び前記第3ON/OFF弁の開閉状態が、互いに反対となるように切り換えることを特徴とする。
前記油圧回路には、前記第1流路上の前記第2流路の分岐点より前記ヘッド側室側に第2ON/OFF弁を配置し、前記第1流路上の前記第2ON/OFF弁の2次側から分岐して前記オイルタンクに接続された第3流路に第3ON/OFF弁を配置して、前記第2ON/OFF弁及び前記第3ON/OFF弁の開閉状態が、互いに反対となるように切り換えることを特徴とする。
本発明によれば、第2ON/OFF弁を閉状態に切り換え、第3ON/OFF弁を開状態に切り換えることで、シリンダの収縮に伴って流れる作動油は、第3流路上に配置された第3ON/OFF弁を流れてアンロード制御が可能となる。一方、第2ON/OFF弁を開状態に切り換え、第3ON/OFF弁を閉状態に切り換えることで、シリンダの伸長に伴って流れる作動油は、第1流路上に配置された第2ON/OFF弁を流れてアンロード制御が可能となる。
したがって、第2ON/OFF弁及び第3ON/OFF弁の開閉状態が、互いに反対となるように切り換えることによって、シリンダの伸縮に伴うアンロード制御を簡単に行うことができる。
したがって、第2ON/OFF弁及び第3ON/OFF弁の開閉状態が、互いに反対となるように切り換えることによって、シリンダの伸縮に伴うアンロード制御を簡単に行うことができる。
本発明によれば、ダンパ伸縮速度が小さい場合でも大きな制御荷重を安定して発生できるとともに、制振制御に関する油圧回路を簡素化してコスト低減と信頼性向上が可能になる。
次に、本発明に係る鉄道車両の制振用ダンパにおける実施形態について、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た制振装置を概念的に示した図であり、車体長手方向に見た図である。
鉄道車両1は、台車3に空気バネ4を介して車体2が載せられ、車体2の横揺れを防止するための制振装置8が設けられている。制振装置8には、車体2と台車3との間に制振用ダンパ5が設けられ、車体2の横方向に生じる振動の程度に応じて制振用ダンパ5の制振荷重を変化させ、制振度合いの調節を可能にしている。
鉄道車両1は、台車3に空気バネ4を介して車体2が載せられ、車体2の横揺れを防止するための制振装置8が設けられている。制振装置8には、車体2と台車3との間に制振用ダンパ5が設けられ、車体2の横方向に生じる振動の程度に応じて制振用ダンパ5の制振荷重を変化させ、制振度合いの調節を可能にしている。
制振用ダンパ5は、シリンダ及びオイルタンク内の作動油の流れを制御するパッシブ回路及びON/OFF弁等を含む油圧回路を備え、制振装置8には、ON/OFF弁の開閉等を制御する制振コントローラ6が設けられている。また、鉄道車両1には、車体2の左右横方向の振動を検出する加速度センサ7が設けられ、それに制振コントローラ6が接続されている。制振コントローラ6は、加速度センサ7の出力に基づいて車体2の揺れの大きさを判断し、制振用ダンパ5における制御荷重を低圧と高圧に切り換えるようにON/OFF弁の開閉を指令する。例えば、通常走行中の揺れに対応するためには、オンロード時の制御荷重を低圧に切り換え、すれ違いやトンネル通過時の激しい揺れに対応するためには、オンロード時の制御荷重を高圧に切り換えることができる。
このオンロード時の高圧制御荷重は、高圧リリーフ弁のリリーフ圧(高圧)によって、所定の値に設定することができる。そのため、作動油の流量の大小に影響されることなく、ダンパ伸縮速度が小さい場合(例えば、車体2と台車3とが同相で動いている場合)でも大きな制御荷重を安定して発生できる。ただし、常時高圧リリーフにすると乗心地が悪化するため、必要な制御荷重が小さい場合は、低圧のパッシブ荷重を発生するようにした。
このオンロード時の高圧制御荷重は、高圧リリーフ弁のリリーフ圧(高圧)によって、所定の値に設定することができる。そのため、作動油の流量の大小に影響されることなく、ダンパ伸縮速度が小さい場合(例えば、車体2と台車3とが同相で動いている場合)でも大きな制御荷重を安定して発生できる。ただし、常時高圧リリーフにすると乗心地が悪化するため、必要な制御荷重が小さい場合は、低圧のパッシブ荷重を発生するようにした。
<制振用ダンパの回路構成>
先ず、本実施形態における制振用ダンパの回路構成について、詳細に説明する。図2に、図1に示す制振用ダンパの回路構成を示した回路図を示す。
図2に示すように、制振用ダンパ5は、シリンダ10と、オイルタンク18と、ON/OFF弁24、25、26、低圧用リリーフ弁31を含むパッシブ回路33、及び高圧リリーフ弁34を有する油圧回路20とを備えている。
シリンダ10は、シリンダチューブ11をヘッド側室13とロッド側室14に仕切るピストン15に、ピストンロッド12がロッド側室14から図面左側に突設して形成されている。ピストンロッド12の左端は、台車3に連結され、ヘッド側室13の右端は、車体2に連結されている。また、ピストン15には、左右両側を連通する流路が形成され、該流路にヘッド側室13からロッド側室14への方向にのみ作動油が流れるようにチェック弁16が設けられている。
先ず、本実施形態における制振用ダンパの回路構成について、詳細に説明する。図2に、図1に示す制振用ダンパの回路構成を示した回路図を示す。
図2に示すように、制振用ダンパ5は、シリンダ10と、オイルタンク18と、ON/OFF弁24、25、26、低圧用リリーフ弁31を含むパッシブ回路33、及び高圧リリーフ弁34を有する油圧回路20とを備えている。
シリンダ10は、シリンダチューブ11をヘッド側室13とロッド側室14に仕切るピストン15に、ピストンロッド12がロッド側室14から図面左側に突設して形成されている。ピストンロッド12の左端は、台車3に連結され、ヘッド側室13の右端は、車体2に連結されている。また、ピストン15には、左右両側を連通する流路が形成され、該流路にヘッド側室13からロッド側室14への方向にのみ作動油が流れるようにチェック弁16が設けられている。
シリンダ10のヘッド側室13には、流路17を介してオイルタンク18が接続されている。この流路17上には、ヘッド側室13からオイルタンク18への方向に流れる作動油を止めるチェック弁19が設けられている。
また、シリンダ10のロッド側室14からヘッド側室13への第1流路21には、フィルタ22aを通過後、オイルタンク18へ連通する第2流路23が分岐している。第2流路23には、ノーマルオープンタイプの第1ON/OFF弁24と、パッシブ用の低圧リリーフ弁31とが直列に配置されている。低圧リリーフ弁31には、オリフィス32が並列配置され、パッシブ回路33を構成している。
また、シリンダ10のロッド側室14からヘッド側室13への第1流路21には、フィルタ22aを通過後、オイルタンク18へ連通する第2流路23が分岐している。第2流路23には、ノーマルオープンタイプの第1ON/OFF弁24と、パッシブ用の低圧リリーフ弁31とが直列に配置されている。低圧リリーフ弁31には、オリフィス32が並列配置され、パッシブ回路33を構成している。
第1流路21上の第2流路23の分岐点よりヘッド側室13側には、第2ON/OFF弁25が配置されている。また、第2ON/OFF弁25の2次側から分岐してオイルタンク18に接続された第3流路28には、第3ON/OFF弁26が配置されている。第2ON/OFF弁25と第3ON/OFF弁26との間には、フィルタ22bを介してヘッド側室13に連通する流路27が接続されている。
また、第1流路21には、フィルタ22aを通過後、オイルタンク18へ還流する第4流路29が分岐している。第4流路29には、油圧回路を保護する高圧リリーフ弁34が配置されている。また、ロッド側室14とオイルタンク18との間には、オイルタンク18内部のエア抜き用にオリフィス35が接続されている。このオリフィス35の流路抵抗は、パッシブ回路33のオリフィス32の流路抵抗より大きく設定されている。
また、第1流路21には、フィルタ22aを通過後、オイルタンク18へ還流する第4流路29が分岐している。第4流路29には、油圧回路を保護する高圧リリーフ弁34が配置されている。また、ロッド側室14とオイルタンク18との間には、オイルタンク18内部のエア抜き用にオリフィス35が接続されている。このオリフィス35の流路抵抗は、パッシブ回路33のオリフィス32の流路抵抗より大きく設定されている。
<制振用ダンパの制御方法>
〔オンロード時の制御荷重が低圧の場合〕
次に、本実施形態の制振用ダンパにおける制御方法について、詳細に説明する。はじめに、例えば、通常走行中の揺れに対応するため、オンロード時の制御荷重が低圧の場合に、オンロード制御とアンロード制御の指令時において、ON/OFF弁等の動作と作動油の流れ(太線で示す)を、図3〜図6を用いて説明する。図3に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時、シリンダが収縮した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図4に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時、シリンダが伸長した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図5に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時、シリンダが収縮した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図6に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時、シリンダが伸長した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。
〔オンロード時の制御荷重が低圧の場合〕
次に、本実施形態の制振用ダンパにおける制御方法について、詳細に説明する。はじめに、例えば、通常走行中の揺れに対応するため、オンロード時の制御荷重が低圧の場合に、オンロード制御とアンロード制御の指令時において、ON/OFF弁等の動作と作動油の流れ(太線で示す)を、図3〜図6を用いて説明する。図3に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時、シリンダが収縮した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図4に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時、シリンダが伸長した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図5に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時、シリンダが収縮した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図6に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時、シリンダが伸長した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。
(シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時)
図3、図4に示すように、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時には、制振コントローラ6からの指令信号により、第1ON/OFF弁24は開状態になり、第2ON/OFF弁25は閉状態になり、第3ON/OFF弁26は開状態になっている。
上記状態において、シリンダ10が収縮する場合、図3に示すように、ヘッド側室13内の作動油は流路27から第3流路28を経由してオイルタンク18内に排出される。この場合、第3流路28に配置された第3ON/OFF弁26は、開状態になっているので抵抗力を発生しない。したがって、シリンダ収縮時には、作動油の制御荷重を略零にするアンロード制御が可能である。
また、上記状態において、シリンダ10が伸長する場合、図4に示すように、ロッド側室14内の作動油は、第1流路21から第2流路23を経由してオイルタンク18内に排出される。オイルタンク18内に排出された作動油は、流路17のチェック弁19を開いて負圧状態になったヘッド側室13に還流する。この場合、第2流路23に配置された第1ON/OFF弁24は、開状態になっているので、第2流路23を流れる作動油は、低圧リリーフ弁31を有するパッシブ回路33を通じて流れることによって低圧のパッシブ荷重を発生する。したがって、シリンダ伸長時には、作動油の制御荷重を低圧にするオンロード制御が可能である。
図3、図4に示すように、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時には、制振コントローラ6からの指令信号により、第1ON/OFF弁24は開状態になり、第2ON/OFF弁25は閉状態になり、第3ON/OFF弁26は開状態になっている。
上記状態において、シリンダ10が収縮する場合、図3に示すように、ヘッド側室13内の作動油は流路27から第3流路28を経由してオイルタンク18内に排出される。この場合、第3流路28に配置された第3ON/OFF弁26は、開状態になっているので抵抗力を発生しない。したがって、シリンダ収縮時には、作動油の制御荷重を略零にするアンロード制御が可能である。
また、上記状態において、シリンダ10が伸長する場合、図4に示すように、ロッド側室14内の作動油は、第1流路21から第2流路23を経由してオイルタンク18内に排出される。オイルタンク18内に排出された作動油は、流路17のチェック弁19を開いて負圧状態になったヘッド側室13に還流する。この場合、第2流路23に配置された第1ON/OFF弁24は、開状態になっているので、第2流路23を流れる作動油は、低圧リリーフ弁31を有するパッシブ回路33を通じて流れることによって低圧のパッシブ荷重を発生する。したがって、シリンダ伸長時には、作動油の制御荷重を低圧にするオンロード制御が可能である。
(シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時)
図5、図6に示すように、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時には、制振コントローラ6からの指令信号により、第1ON/OFF弁24は開状態になり、第2ON/OFF弁25は開状態になり、第3ON/OFF弁26は閉状態になっている。
上記状態において、シリンダ10が収縮する場合、図5に示すように、第2ON/OFF弁25は開状態になっているが、矢印方向の片流れとなっているので、ヘッド側室13内の作動油は流路27から第1流路21へ流れることはできない。そのため、ヘッド側室13内の作動油は、チェック弁16とロッド側室14を通過し、第1流路21及び第2流路23を経由してオイルタンク18内に排出される。この場合、第2流路23に配置された第1ON/OFF弁24は開状態になっているので、第2流路23を流れる作動油は、低圧リリーフ弁31を有するパッシブ回路33を通じて流れることによって低圧のパッシブ荷重を発生する。
図5、図6に示すように、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時には、制振コントローラ6からの指令信号により、第1ON/OFF弁24は開状態になり、第2ON/OFF弁25は開状態になり、第3ON/OFF弁26は閉状態になっている。
上記状態において、シリンダ10が収縮する場合、図5に示すように、第2ON/OFF弁25は開状態になっているが、矢印方向の片流れとなっているので、ヘッド側室13内の作動油は流路27から第1流路21へ流れることはできない。そのため、ヘッド側室13内の作動油は、チェック弁16とロッド側室14を通過し、第1流路21及び第2流路23を経由してオイルタンク18内に排出される。この場合、第2流路23に配置された第1ON/OFF弁24は開状態になっているので、第2流路23を流れる作動油は、低圧リリーフ弁31を有するパッシブ回路33を通じて流れることによって低圧のパッシブ荷重を発生する。
また、上記状態において、シリンダ10が伸長する場合、図6に示すように、ロッド側室14内の作動油は、第1流路21から流路27を経由してヘッド側室13内に排出される。この場合、第1流路21に配置された第2ON/OFF弁25は、開状態になっているので、第1流路21及び流路27を流れる作動油は、抵抗力を発生しない。したがって、シリンダ伸長時には、作動油の制御荷重を略零にするアンロード制御が可能である。
〔オンロード時の制御荷重が高圧の場合〕
次に、例えば、すれ違いやトンネル通過時の激しい揺れに対応するため、オンロード時の制御荷重が高圧の場合に、オンロード制御とアンロード制御の指令時において、ON/OFF弁等の動作と作動油の流れ(太線で示す)を、図7〜図10を用いて説明する。図7に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時、シリンダが収縮した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図8に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時、シリンダが伸長した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図9に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時、シリンダが収縮した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図10に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時、シリンダが伸長した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。
次に、例えば、すれ違いやトンネル通過時の激しい揺れに対応するため、オンロード時の制御荷重が高圧の場合に、オンロード制御とアンロード制御の指令時において、ON/OFF弁等の動作と作動油の流れ(太線で示す)を、図7〜図10を用いて説明する。図7に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時、シリンダが収縮した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図8に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時、シリンダが伸長した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図9に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時、シリンダが収縮した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。図10に、図2に示す回路図において、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時、シリンダが伸長した場合の作動油の流れを示した回路図を示す。
(シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時)
図7、図8に示すように、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時には、制振コントローラ6からの指令信号により、第1ON/OFF弁24は閉状態になり、第2ON/OFF弁25は閉状態になり、第3ON/OFF弁26は開状態になっている。
上記状態において、シリンダ10が収縮する場合、図7に示すように、ヘッド側室13内の作動油は流路27から第3流路28を経由してオイルタンク18に排出される。この場合、第3流路28に配置された第3ON/OFF弁26は、開状態になっているので抵抗力を発生しない。したがって、シリンダ収縮時には、作動油の制御荷重を略零にするアンロード制御が可能である。
また、上記状態において、シリンダ10が伸長する場合、図8に示すように、ロッド側室14内の作動油は、第1流路21から第4流路29を経由してオイルタンク18内に排出される。オイルタンク18内に排出された作動油は、流路17のチェック弁19を開いて負圧状態になったヘッド側室13に還流する。この場合、第4流路29を流れる作動油は、第4流路29に配置された高圧リリーフ弁34を介して流れることによって高圧の制御荷重を発生する。したがって、シリンダ伸長時には、作動油の制御荷重を高圧にするオンロード制御が可能である。
このオンロード時の制御荷重は、高圧リリーフ弁34のリリーフ圧(高圧)によって所定の値に設定することができる。そのため、作動油の流量の大小に影響されることなく、ダンパ伸縮速度が小さい場合(例えば、車体2と台車3とが同相で動いている場合)でも大きな制御荷重を安定して発生できる。
図7、図8に示すように、シリンダ伸長時オンロード制御及びシリンダ収縮時アンロード制御を指令した時には、制振コントローラ6からの指令信号により、第1ON/OFF弁24は閉状態になり、第2ON/OFF弁25は閉状態になり、第3ON/OFF弁26は開状態になっている。
上記状態において、シリンダ10が収縮する場合、図7に示すように、ヘッド側室13内の作動油は流路27から第3流路28を経由してオイルタンク18に排出される。この場合、第3流路28に配置された第3ON/OFF弁26は、開状態になっているので抵抗力を発生しない。したがって、シリンダ収縮時には、作動油の制御荷重を略零にするアンロード制御が可能である。
また、上記状態において、シリンダ10が伸長する場合、図8に示すように、ロッド側室14内の作動油は、第1流路21から第4流路29を経由してオイルタンク18内に排出される。オイルタンク18内に排出された作動油は、流路17のチェック弁19を開いて負圧状態になったヘッド側室13に還流する。この場合、第4流路29を流れる作動油は、第4流路29に配置された高圧リリーフ弁34を介して流れることによって高圧の制御荷重を発生する。したがって、シリンダ伸長時には、作動油の制御荷重を高圧にするオンロード制御が可能である。
このオンロード時の制御荷重は、高圧リリーフ弁34のリリーフ圧(高圧)によって所定の値に設定することができる。そのため、作動油の流量の大小に影響されることなく、ダンパ伸縮速度が小さい場合(例えば、車体2と台車3とが同相で動いている場合)でも大きな制御荷重を安定して発生できる。
(シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時)
図9、図10に示すように、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時には、制振コントローラ6からの指令信号により、第1ON/OFF弁24は閉状態になり、第2ON/OFF弁25は開状態になり、第3ON/OFF弁26は閉状態になっている。
上記状態において、シリンダ10が収縮する場合、図9に示すように、第2ON/OFF弁25は開状態になっているが、矢印方向の片流れとなっているので、ヘッド側室13内の作動油は流路27から第1流路21へ流れることはできない。そのため、ヘッド側室13内の作動油は、チェック弁16とロッド側室14を通過し、第1流路21及び第4流路29を経由してオイルタンク18内に排出される。この場合、第4流路29を流れる作動油は、第4流路29に配置された高圧リリーフ弁34を介して流れることによって高圧の制御荷重を発生する。したがって、シリンダ伸縮時には、作動油の制御荷重を高圧にするオンロード制御が可能である。
このオンロード時の制御荷重は、上述したように、高圧リリーフ弁34のリリーフ圧(高圧)によって所定の値に設定することができる。そのため、作動油の流量の大小に影響されることなく、ダンパ伸縮速度が小さい場合でも大きな制御荷重を安定して発生できる。
図9、図10に示すように、シリンダ伸長時アンロード制御及びシリンダ収縮時オンロード制御を指令した時には、制振コントローラ6からの指令信号により、第1ON/OFF弁24は閉状態になり、第2ON/OFF弁25は開状態になり、第3ON/OFF弁26は閉状態になっている。
上記状態において、シリンダ10が収縮する場合、図9に示すように、第2ON/OFF弁25は開状態になっているが、矢印方向の片流れとなっているので、ヘッド側室13内の作動油は流路27から第1流路21へ流れることはできない。そのため、ヘッド側室13内の作動油は、チェック弁16とロッド側室14を通過し、第1流路21及び第4流路29を経由してオイルタンク18内に排出される。この場合、第4流路29を流れる作動油は、第4流路29に配置された高圧リリーフ弁34を介して流れることによって高圧の制御荷重を発生する。したがって、シリンダ伸縮時には、作動油の制御荷重を高圧にするオンロード制御が可能である。
このオンロード時の制御荷重は、上述したように、高圧リリーフ弁34のリリーフ圧(高圧)によって所定の値に設定することができる。そのため、作動油の流量の大小に影響されることなく、ダンパ伸縮速度が小さい場合でも大きな制御荷重を安定して発生できる。
また、上記状態において、シリンダ10が伸長する場合、図10に示すように、ロッド側室14内の作動油は、第1流路21から流路27を経由してヘッド側室13内に排出される。この場合、第1流路21に配置された第2ON/OFF弁25は、開状態になっているので、第1流路21及び流路27を流れる作動油は、抵抗力を発生しない。したがって、シリンダ伸長時には、作動油の制御荷重を略零にするアンロード制御が可能である。
以上、本発明に係る鉄道車両の制振用ダンパについて実施形態を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されることなく、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、本実施形態では、制振用ダンパ5を1個設けているが、複数個の制振用ダンパを左右対称に設けることも可能である。
例えば、本実施形態では、制振用ダンパ5を1個設けているが、複数個の制振用ダンパを左右対称に設けることも可能である。
1 鉄道車両
2 車体
3 台車
4 空気バネ
5 制振用ダンパ
10 シリンダ
12 ピストンロッド
13 ヘッド側室
14 ロッド側室
15 ピストン
18 オイルタンク
19 チェック弁
20 油圧回路
21 第1流路
23 第2流路
24 第1ON/OFF弁
25 第2ON/OFF弁
26 第3ON/OFF弁
28 第3流路
31 低圧リリーフ弁
33 パッシブ回路
2 車体
3 台車
4 空気バネ
5 制振用ダンパ
10 シリンダ
12 ピストンロッド
13 ヘッド側室
14 ロッド側室
15 ピストン
18 オイルタンク
19 チェック弁
20 油圧回路
21 第1流路
23 第2流路
24 第1ON/OFF弁
25 第2ON/OFF弁
26 第3ON/OFF弁
28 第3流路
31 低圧リリーフ弁
33 パッシブ回路
Claims (2)
- ピストンロッドと一体のピストンにチェック弁を備えた流路が形成され、ヘッド側室からロッド側室へ作動油が流れるようにしたシリンダと、前記ヘッド側室に対してチェック弁を介して接続されたオイルタンクと、前記シリンダの伸縮に伴って流れる作動油の制御荷重を大きくするオンロード制御および該作動油の制御荷重を略零にするアンロード制御の切り換えが可能な油圧回路とを有する鉄道車両の制振用ダンパであって、
前記油圧回路には、前記ロッド側室から前記ヘッド側室への第1流路から前記オイルタンクへ分岐する第2流路上に第1ON/OFF弁と低圧リリーフ弁を有するパッシブ回路とを直列配置して、前記第1ON/OFF弁を開閉することにより、オンロード時における作動油の制御荷重を低圧と高圧に切り換え可能としたことを特徴とする鉄道車両の制振用ダンパ。 - 請求項1に記載された鉄道車両の制振用ダンパにおいて、
前記油圧回路には、前記第1流路上の前記第2流路の分岐点より前記ヘッド側室側に第2ON/OFF弁を配置し、前記第1流路上の前記第2ON/OFF弁の2次側から分岐して前記オイルタンクに接続された第3流路に第3ON/OFF弁を配置して、前記第2ON/OFF弁及び前記第3ON/OFF弁の開閉状態が、互いに反対となるように切り換えることを特徴とする鉄道車両の制振用ダンパ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014100209A JP2015217693A (ja) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | 鉄道車両の制振用ダンパ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014100209A JP2015217693A (ja) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | 鉄道車両の制振用ダンパ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2015217693A true JP2015217693A (ja) | 2015-12-07 |
Family
ID=54777481
Family Applications (1)
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JP2014100209A Pending JP2015217693A (ja) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | 鉄道車両の制振用ダンパ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015217693A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109611418A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-12 | 厦门理工学院 | 一种高速重载作动器的供油系统 |
CN112709779A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-27 | 太原重工股份有限公司 | 用于连轧管机组的液压安全缓冲装置 |
-
2014
- 2014-05-14 JP JP2014100209A patent/JP2015217693A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109611418A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-12 | 厦门理工学院 | 一种高速重载作动器的供油系统 |
CN109611418B (zh) * | 2018-12-29 | 2024-04-16 | 厦门理工学院 | 一种高速重载作动器的供油系统 |
CN112709779A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-27 | 太原重工股份有限公司 | 用于连轧管机组的液压安全缓冲装置 |
CN112709779B (zh) * | 2020-12-28 | 2023-06-27 | 太原重工股份有限公司 | 用于连轧管机组的液压安全缓冲装置 |
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