JP2016215730A - Car body inclination control device - Google Patents
Car body inclination control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016215730A JP2016215730A JP2015100239A JP2015100239A JP2016215730A JP 2016215730 A JP2016215730 A JP 2016215730A JP 2015100239 A JP2015100239 A JP 2015100239A JP 2015100239 A JP2015100239 A JP 2015100239A JP 2016215730 A JP2016215730 A JP 2016215730A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle body
- air
- torsion bar
- control device
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
この発明は、車体傾斜制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle body tilt control device.
鉄道車両にあっては、利用者の移動時間短縮等のために、特に在来線の高速化が望まれている。しかし、在来線の直線区間においては、踏切等が設置されていることによるブレーキ停止距離の制約等もあって、更なる最高速度の向上は困難な状況にある。そのため、曲線区間でできるだけ速度を落とさずに走行することが望まれる。曲線区間で速度を落とさずに走行した場合、利用者の移動時間短縮だけでなく、曲線区間の出入口での加減速を減少させることができる。そのため、乗客に対する前後方向の加速度変動が小さくなり、乗り心地を向上することができる。さらに、この加減速の減少は、省エネルギー化にもつながる。 In the case of railway vehicles, it is particularly desired to increase the speed of conventional lines in order to shorten the travel time of users. However, in a conventional straight line section, it is difficult to further improve the maximum speed due to the restriction of the brake stop distance due to the installation of a railroad crossing. For this reason, it is desirable to travel without reducing the speed as much as possible in the curved section. When the vehicle travels without reducing the speed in a curved section, not only the user's travel time can be shortened, but also the acceleration / deceleration at the entrance / exit of the curved section can be reduced. Therefore, the acceleration fluctuation in the front-rear direction with respect to the passenger is reduced, and the ride comfort can be improved. Furthermore, this reduction in acceleration / deceleration leads to energy saving.
曲線区間における乗り心地を悪化させずに鉄道車両をより高速に走行させる技術としては、車体傾斜がある。この車体傾斜の方式としては、振り子式や、空気ばね式等がある。空気ばね式は、振り子式と比較して最大傾斜角の点で不利となるが、振り子式のような特別な台車を必要とせず低コストで実現できるため、振り子式から空気ばね式への置き換えが進んでいる。 There is a vehicle body inclination as a technique for causing a railway vehicle to travel at a higher speed without deteriorating the riding comfort in a curved section. As a method of inclining the vehicle body, there are a pendulum type and an air spring type. The air spring type is disadvantageous in terms of the maximum inclination angle compared to the pendulum type, but it can be realized at a low cost without the need for a special cart like the pendulum type, so the pendulum type is replaced with the air spring type. Is progressing.
特許文献1には、トーションバーを用いたアンチローリング装置を利用して、空気ばねを介して台車に支持された車体を傾斜させる技術が記載されている。この特許文献1に記載された技術は、トーションバーとロッドとの間に油圧アクチュエータを設けて、ロッドの相対位置を上下に移動可能にしている。この構成により、特許文献1では、油圧アクチュエータによりロッドの一方を下降させ、他方を上昇させることで、車体を傾斜させることが可能となっている。 Patent Document 1 describes a technique for inclining a vehicle body supported by a carriage via an air spring using an anti-rolling device using a torsion bar. In the technique described in Patent Document 1, a hydraulic actuator is provided between the torsion bar and the rod so that the relative position of the rod can be moved up and down. With this configuration, in Patent Document 1, it is possible to tilt the vehicle body by lowering one of the rods and raising the other with a hydraulic actuator.
非特許文献1には、トーションバーを用いたアンチローリング装置を利用して車体傾斜を行う車両において、左右のロッドのうち、一方のロッドにだけアクチュエータを接続した構成が記載されている。この非特許文献1によれば、特許文献1に記載のものよりもアクチュエータ数を少なくすることができる。 Non-Patent Document 1 describes a configuration in which an actuator is connected to only one of left and right rods in a vehicle that tilts a vehicle body using an anti-rolling device using a torsion bar. According to this non-patent document 1, the number of actuators can be made smaller than that described in Patent document 1.
特許文献2には、トーションバーを用いたアンチローリング装置を利用して車体傾斜させる場合のフェールセーフ技術が記載されている。この特許文献2に記載の技術では、アクチュエータを2個並列に取り付けている。これにより、例えば、並列に取り付けられた2個のアクチュエータのうち一方のアクチュエータが固渋したときに、他方のアクチュエータによって車体を水平に戻す動作が可能となっている。
特許文献1に記載された技術では、部品点数が多くなりコスト増につながってしまう。しかし、部品点数が少ない非特許文献1のような構成を採用したとしても、アクチュエータの固渋を考慮して、例えば車体を水平に戻すための機構を追加すると、特許文献2のような複雑な構成となり、部品点数が増加してコスト、および、重量が増加してしまう。
In the technique described in Patent Document 1, the number of parts increases, leading to an increase in cost. However, even when a configuration such as Non-Patent Document 1 with a small number of parts is adopted, if a mechanism for returning the vehicle body to a horizontal position is added in consideration of the firmness of the actuator, for example, a complicated structure as in
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コスト増加や重量増加を抑制することが可能な車体傾斜制御装置を提供するものである。 This invention is made in view of the said situation, and provides the vehicle body tilt control apparatus which can suppress a cost increase and a weight increase.
この発明の第一態様によれば、車体傾斜制御装置は、車体と、枕ばねを介して前記車体を支持する台車と、を備えた車両の車体傾斜制御装置であって、前記台車の幅方向に延びる軸線を有し、前記軸線を中心とする周方向に回動可能に前記台車又は前記車体に支持されるトーションバーと、前記トーションバーの両端に設けられて、前記トーションバーの周方向の捩じれにより生じるトルクによって前記車体の幅方向の両側を互いに上下反対方向に変位させるリンクと、前記トーションバーに連係されて前記トーションバーに捩り方向の力を加えるロータリーアクチュエーターと、を有する。
このようにすることで、ロータリーアクチュエーターを作動させることによってトーションバーを捻じることができる。さらに、トーションバーの両端に設けられたリンクによって、トーションバーの捩じれにより生じたトルクを、車体の幅方向の両側を互いに上下反対方向に変位させる力に変換することができる。そのため、固渋の不具合が生じ難いロータリーアクチュエーターを用いて、車体を傾斜させることができる。その結果、コスト増加や重量増加を抑制することができる。
According to a first aspect of the present invention, a vehicle body tilt control device is a vehicle body tilt control device including a vehicle body and a carriage that supports the vehicle body via a pillow spring, wherein the vehicle body tilt control apparatus has a width direction of the carriage. A torsion bar supported by the carriage or the vehicle body so as to be rotatable in a circumferential direction centered on the axis, and provided at both ends of the torsion bar, in the circumferential direction of the torsion bar A link that displaces both sides in the width direction of the vehicle body in opposite directions up and down by torque generated by torsion, and a rotary actuator that is linked to the torsion bar and applies a torsional direction force to the torsion bar.
In this way, the torsion bar can be twisted by operating the rotary actuator. Further, the links provided at both ends of the torsion bar can convert torque generated by twisting of the torsion bar into a force that displaces both sides in the width direction of the vehicle body in the opposite directions. For this reason, the vehicle body can be tilted using a rotary actuator that is less likely to cause trouble. As a result, cost increase and weight increase can be suppressed.
この発明の第二態様によれば、車体傾斜制御装置は、第一態様における枕ばねが、前記台車の幅方向の両側にそれぞれ配される空気ばねであって、前記車体の傾きに応じて前記空気ばねの空気圧を調整して前記車体の高さを変化させる自動高さ調整弁を備えていてもよい。
このようにすることで、自動高さ調整弁を備える空気ばねのシステムを搭載し、且つ、トーションバー式のアンチローリング機構を有している車両の場合に、ロール剛性を確保しつつ、機構が複雑化することなしに車体傾斜を実現できる。
According to the second aspect of the present invention, in the vehicle body inclination control device, the pillow springs in the first aspect are air springs respectively disposed on both sides in the width direction of the carriage, and An automatic height adjustment valve that changes the height of the vehicle body by adjusting the air pressure of the air spring may be provided.
In this way, in the case of a vehicle equipped with an air spring system equipped with an automatic height adjustment valve and having a torsion bar type anti-rolling mechanism, the mechanism is secured while ensuring roll rigidity. The vehicle body can be tilted without complication.
この発明の第三態様によれば、車体傾斜制御装置は、第二態様におけるロータリーアクチュエーターが、非作動時に前記トーションバーの回動を制動するブレーキ機構を備え、前記ブレーキ機構が、前記自動高さ調整弁による前記空気ばねの空気圧の調整に伴う前記トーションバーの回動を許容する制動力で前記トーションバーの回動を制動するようにしてもよい。
このように構成することで、ロータリーアクチュエーターへの電気などの動力源の供給が停止して、ロータリーアクチュエーターが非作動状態となったときに、ブレーキ機構によってトーションバーの回動が制動される。これにより、動力源の供給が停止された時点でロール剛性を確保することができる。そのため、車両が曲線を走行しているときにロール剛性が低下して乗り心地が低下することを抑制できる。さらに、空気ばねの空気圧の調整に伴うトーションバーの回動は許容されるので、空気ばねの空気圧を調整すれば、車体の傾斜角を変化させることができる。そのため、ロール剛性を確保したまま、車体を水平状態に戻すことができる。
According to a third aspect of the present invention, the vehicle body tilt control device includes a brake mechanism that brakes the rotation of the torsion bar when the rotary actuator according to the second aspect is not in operation, and the brake mechanism includes the automatic height. The rotation of the torsion bar may be braked with a braking force that allows the rotation of the torsion bar accompanying the adjustment of the air pressure of the air spring by the adjusting valve.
With this configuration, when the supply of a power source such as electricity to the rotary actuator is stopped and the rotary actuator is in an inoperative state, the rotation of the torsion bar is braked by the brake mechanism. Thereby, roll rigidity can be ensured when supply of a power source is stopped. Therefore, it can suppress that roll rigidity falls and riding comfort falls, when the vehicle is running the curve. Further, since the torsion bar is allowed to rotate in accordance with the adjustment of the air spring air pressure, the inclination angle of the vehicle body can be changed by adjusting the air spring air pressure. Therefore, the vehicle body can be returned to the horizontal state while ensuring the roll rigidity.
この発明の第四態様によれば、車体傾斜制御装置は、第三態様において、前記台車の幅方向の両側にそれぞれ配される前記空気ばね同士を連通可能な第一空気配管と、前記第一空気配管に設けられて前記空気ばね同士の差圧が所定の差圧を上回ったとき開弁する差圧弁と、前記第一空気配管と並列に設けられて前記空気ばね同士を連通可能な第二空気配管と、前記第二空気配管に設けられて、非作動時に閉塞される第一連通弁と、を備えていてもよい。
このように差圧弁に対して第一連通弁が並列に設けられていることで、トーションバーを用いた車体傾斜を行う際に、第一連通弁を作動させて開放させれば、空気ばね同士に差圧が発生することを抑制できる。そのため、トーションバーを用いて車体傾斜を行う際に、片側の空気ばねの空気圧だけが高くなって車体傾斜が阻害されることを抑制できる。また、第一連通弁が非作動となった場合には、第二空気配管が閉塞されるので、第一連通弁が非作動状態となるフェール時などには、空気ばね同士に差圧を生じさせて、空気ばねにより車体を水平に戻すことが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the vehicle body tilt control device includes a first air pipe capable of communicating the air springs respectively disposed on both sides in the width direction of the carriage, and the first air pipe. A differential pressure valve that is provided in an air pipe and opens when a differential pressure between the air springs exceeds a predetermined differential pressure, and a second that is provided in parallel with the first air pipe and allows the air springs to communicate with each other. You may provide the air piping and the 1st series valve provided in the said 2nd air piping, and obstruct | occluded at the time of non-operation.
Since the first series valve is provided in parallel to the differential pressure valve in this way, when the vehicle body is tilted using the torsion bar, if the first series valve is operated and opened, the air Generation of differential pressure between the springs can be suppressed. Therefore, when the vehicle body is tilted using the torsion bar, it is possible to suppress the inhibition of the vehicle body tilt due to only the air pressure of the air spring on one side being increased. In addition, when the first series valve is deactivated, the second air pipe is closed, so that, for example, during a failure when the first series valve is deactivated, a differential pressure is generated between the air springs. And the vehicle body can be returned to the horizontal position by the air spring.
この発明の第五態様によれば、車体傾斜制御装置は、第四態様において、前記自動高さ調整弁と前記空気ばねとの間の空気供給配管に設けられて非作動時に開放される第二連通弁を備えていてもよい。
このように構成することで、トーションバーを用いて車体傾斜を行う際に空気供給配管を閉塞して、自動高さ調整弁による空気ばねの空気圧調整をキャンセルすることができる。そのため、トーションバーを用いた車体傾斜の動作が阻害されることを抑制できる。一方で、非作動となった場合には、空気供給配管の閉塞が解除される。そのため、フェール時などには、自動高さ調整弁による空気ばねの空気圧調整が行われて、車体を水平状態に戻すことが可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the vehicle body tilt control device is provided in the air supply pipe between the automatic height adjustment valve and the air spring and is opened when not in operation. A communication valve may be provided.
With this configuration, when the vehicle body is tilted using the torsion bar, it is possible to close the air supply pipe and cancel the air pressure adjustment of the air spring by the automatic height adjustment valve. Therefore, it is possible to suppress the obstruction of the vehicle body tilting operation using the torsion bar. On the other hand, when it becomes inactive, obstruction | occlusion of air supply piping is cancelled | released. Therefore, at the time of a failure or the like, the air pressure of the air spring is adjusted by the automatic height adjustment valve, and the vehicle body can be returned to the horizontal state.
上記車体傾斜制御装置によれば、コスト増加や重量増加を抑制することができる。 According to the vehicle body tilt control device, an increase in cost and an increase in weight can be suppressed.
次に、この発明の実施形態における車体傾斜制御装置を図面に基づき説明する。
図1は、この発明の実施形態における車両の構成を示す正面図である。図2は、この発明の実施形態における車両の構成を示す側面図である。
図1、図2に示すように、この実施形態の車両1は、鉄道車両であって、台車2と車体3とを備えている。
台車2は、輪軸5と、軸ばね(図示せず)と、台車枠7と、空気ばね8と、アンチローリング装置9と、を備えている。
Next, a vehicle body tilt control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing a configuration of a vehicle in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view showing the configuration of the vehicle in the embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle 1 according to this embodiment is a railway vehicle and includes a
The
輪軸5は、軌道を構成するレールRの幅方向(以下、単に左右方向と称する)に延びる車軸5aに円盤状の2枚の車輪5bが圧入されてなる。一つの台車2には、一対の輪軸5が設けられ、これら輪軸5の互いの車軸5aが前後平行となるように配置されている。車軸5aは、その左右端部が図示しない軸受けにより回動自在に支持されている。これら軸受けには、軸ばね(図示せず)を介して台車枠7が支持されている。この台車枠7には、その左右両側部の上面に、左右一対のダイヤフラム式の空気ばね8が配されている。
The
空気ばね8は、車体3を左右下方からそれぞれ支持する枕ばねである。この空気ばね8は、ゴム等の弾性体により形成され、その内部空間に圧縮空気が供給可能となっている。この空気ばね8を介して、車体3が弾性的に台車枠7に支持されている。ここで、一両分の車体3には、その長手方向の一側および他側にそれぞれ台車2が取り付けられる。すなわち一両分の車体3と2つの台車2との間には、少なくとも4つの空気ばね8が設けられている。
The
アンチローリング装置9は、車体3がロールすることを弾性的に抑制する装置である。アンチローリング装置9は、トーションバー12と、アーム13と、リンク14と、ロータリーアクチュエーター15と、を備えている。
The
トーションバー12は、金属棒により形成され、その捩り変形に対する復元力を利用したばねである。このトーションバー12は、台車2の左右方向に延びる軸線Oを有している。この実施形態におけるトーションバー12は、台車枠7に対して軸線Oを中心とする周方向に回動可能に支持されている。このトーションバー12は、その左右の両端部に、それぞれ前方又は後方に向かって延びるアーム13を有している。このアーム13は、トーションバー12の左右の両端部と一体に取り付けられ、軸線O回りに揺動可能となっている。
The
リンク14は、トーションバー12の捩じれにより生じる周方向のトルクを、上下方向の力に変換する。リンク14は、トーションバー12の左側のアーム13の端部と車体3の左側部3aとの間、および、トーションバー12の右側のアーム13の端部と車体3の右側部3bとの間に渡るようにしてそれぞれ取り付けられている。リンク14の両端部は、それぞれ車体3とアーム13とに対して揺動可能に取り付けられている。例えば、リンク14は、トーションバー12のアーム13に下方に揺動する力が作用すると、この力を下方への引っ張り力に変換して、車体3に伝達する。一方で、リンク14は、アーム13に上方に揺動する力が作用すると、この力を上方への押圧力に変換して、車体3に伝達する。ここで、トーションバー12の両端部には、トーションバー12の捩じれを戻そうとする反対方向の復元力が働くため、左右のリンク14は、互いに上下反対の方向に変位させる力を車体に対して伝達することとなる。
The
ロータリーアクチュエーター15は、トーションバー12に対して捩り方向の力を加えることが可能となっている。この実施形態におけるロータリーアクチュエーター15は、サーボモータ等の電動機によって駆動するアクチュエータである。ロータリーアクチュエーター15は、駆動源である電気が供給されていない非通電状態(以下、単に非作動時と称する)のときには、トーションバー12の回転(捩じれ)を妨げない構造となっている。このロータリーアクチュエーター15は、台車2毎に設けられている。ロータリーアクチュエーター15は、ブレーキ機構16を有している。
The
ロータリーアクチュエーター15は、制御装置100(図3参照)によって駆動制御される。この制御装置100は、GNSS(Global Navigation Satellite System)信号やATS信号(Automatic Train Stop)などの外部からの信号に基づいて自車の位置情報を検出する。さらに制御装置100は、自車の位置情報と、ROM(Read Only Memory)などの記憶媒体に予め記憶された軌道の曲線情報とに基づき、例えば、自車が走行する曲線区間の曲率半径、カント等の曲線情報を記憶情報の中から検索する。さらに制御装置100は、速度発電機(図示せず)の出力などに基づき自車の走行速度を検出する。
The
制御装置100は、自車が直後に走行する曲線区間の曲率半径、カント量、および、自車の走行速度に基づいて、台車2に対する車体3の傾斜角度の目標値である傾斜角度目標値を演算により求める。
The
ここで、軌道のカントによって車体3が地面に対して内軌側へ傾斜されると、当該傾斜角度に応じて遠心加速度が緩和される。しかし、カントによる車体3の傾斜では相殺できない遠心加速度である超過遠心加速度が生じる。傾斜角度目標値は、この超過遠心加速度を打ち消すために、台車2に対して車体3を内軌側へ傾斜させる角度の目標値である。制御装置100は、この目標値に対応した回転角度となるように、ロータリーアクチュエーター15を駆動制御する。
Here, when the
ブレーキ機構16は、ロータリーアクチュエーター15の非作動時に、トーションバー12の回動を制動する。この実施形態におけるブレーキ機構16は、トーションバー12の両端部のうち、一方の端部近傍に設けられている。このブレーキ機構16により発生可能な制動力は、後述する自動高さ調整弁22による空気ばね8の空気圧の調整に伴うトーションバー12の回動を許容する制動力となっている。このブレーキ機構16としては、例えば、非通電時にコイルばね等の弾性体でブレーキパッドをトーションバー12に押し付けて制動力を発生させる一方で、通電時には電磁力を発生させてコイルばね等の弾性体を圧縮変形させ制動力が発生しないようにする構成が挙げられる。
The
図3は、この発明の実施形態における車体傾斜制御装置の全体構成を示す図である。
図3に示すように、車体傾斜制御装置20は、上述した空気ばね8、アンチローリング装置9、および、ロータリーアクチュエーター15の他に、空気供給配管21と、自動高さ調整弁22と、補助空気室23と、第一空気配管24と、差圧弁25と、第二空気配管26と、第一連通弁27と、第二連通弁28と、を備えている。ここで、空気ばね8、空気供給配管21と、自動高さ調整弁22と、補助空気室23と、第一空気配管24と、差圧弁25と、は、台車2に対して車体3を水平に保持する、いわゆる自動高さ調整装置を構成する。
FIG. 3 is a diagram showing an overall configuration of the vehicle body tilt control apparatus according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3, the vehicle body
空気供給配管21は、空気ばね8に対して空気源(図示せず)から圧縮空気を送り込むための流路を形成する。ここで、空気源は、例えば、車体3の底面などに取り付けられている。この空気源は、いわゆる元空気溜めと称されるものであって、図示しないコンプレッサによって圧縮された空気が、所定の圧力を下回らないように充填されている。
The
自動高さ調整弁22は、空気ばね8と空気源とを繋ぐ空気供給配管21の途中に設けられている。この自動高さ調整弁22は、揺動可能なレバー29を有している。このレバー29は、例えば、車体3の左右にそれぞれ配されて、車体3と台車2との距離の変動に応じて揺動するようになっている。
The automatic
自動高さ調整弁22は、レバー29の揺動に応じて開閉される。例えば、レバー29が配される位置における車体3と台車2との距離が基準距離よりも長いと、空気ばね8の空気を排気する。一方で、レバー29が配される位置における車体3と台車2との距離が基準よりも短いと、空気ばね8に対して給気する。さらに、車体3と台車2との距離が基準距離である場合には閉弁される。つまり、この自動高さ調整弁22によって、車体3の左右方向への傾きが水平になるように自動的に空気ばね8への空気の供給が調整されることとなる。
The automatic
補助空気室23は、空気ばね8の空気容量を増大する目的で空気ばね8に接続されている。補助空気室23は、空気ばね8に対して1対1で接続されている。この実施形態における補助空気室23は、配管30を介して接続されている。この配管30には、その途中に図示しない絞りが設けられている。この絞りによって流路が急激に絞られるため、空気ばね8の振動を減衰できる。
The
第一空気配管24は、同一の台車2に設けられた左右の補助空気室23同士を繋いでいる。この第一空気配管24の途中には、差圧弁25が設けられている。この差圧弁25は、左右の空気ばね8の空気圧の差(差圧)が過大となった場合に開弁して左右の補助空気室23同士を連通させて左右の空気ばね8の空気圧の差を低下させる。
The
第二空気配管26は、第一空気配管24と並列に設けられている。言い換えれば、第二空気配管26は、第一空気配管24とは別に、左右の補助空気室23同士を繋いでいる。この第二空気配管26の途中には、第一連通弁27が設けられている。この第一連通弁27の開閉は、制御装置100によって制御される。第一連通弁27は、電気や作動流体などの駆動源を用いて開閉動作が可能とされている。この第一連通弁27は、駆動源が供給されない非作動時に閉塞される一方で、トーションバー12を利用した車体傾斜制御を行う作動時に開放可能となる。この第一連通弁27が開放されることで、第二空気配管26を介して2つの空気ばね8が連通された状態となる。つまり、この状態では、これら空気ばね8同士の差圧は、実質的にゼロになる。
The
第二連通弁28は、自動高さ調整弁22と空気ばね8との間の空気供給配管21の途中にそれぞれ設けられている。この第二連通弁28の開閉は、制御装置100によって制御される。第二連通弁28は、電気や作動流体などの駆動源を用いて開閉動作が可能とされている。第二連通弁28は、駆動源が供給されない非作動時に開放される一方で、トーションバー12を利用した車体傾斜制御を行う作動時に閉塞可能とされる。第二連通弁28が閉塞されることで、空気ばね8が自動高さ調整弁22から切り離された状態となる。そのため、自動高さ調整弁22による空気ばね8への空気の供給によって車体傾斜制御が妨げられることを抑制できる。
The
この実施形態の車両1は、上述した構成を備えている。次に、この車両1の車体傾斜の動作について説明する。
<通常走行時>
停車中や低速走行中等、車体3を傾斜させる必要が無い場合、制御装置100は、車体3が水平を保つように制御を行う。より具体的には、制御装置100は、第一連通弁27を閉塞させて、第二連通弁28を開放させる。これにより、空気ばね8の空気圧が自動高さ調整弁22によって自動的に調整され、車体3が水平状態を保つ。
The vehicle 1 of this embodiment has the above-described configuration. Next, the vehicle body tilting operation of the vehicle 1 will be described.
<During normal driving>
When it is not necessary to incline the
さらに、制御装置100は、ロータリーアクチュエーター15およびブレーキ機構16に対して非通電とする。すなわち、トーションバー12がブレーキ機構16によって制動された状態となる。これにより、アンチローリング装置9が機能する状態、すなわちトーションバー12のねじり剛性によって、車体3と台車2との間のロール剛性が確保された状態となる。
Further, the
<傾斜制御時>
制御装置100は、車体3の傾斜制御を必要とするか否かを判定する。傾斜制御が必要と判定された場合、制御装置100は、第一連通弁27と第二連通弁28とに対して通電する。これにより第一連通弁27が開放されて、第二空気配管26を介して空気ばね8同士が連通される。さらに、第二連通弁28が閉塞されて、空気ばね8から自動高さ調整弁22が切り離される。
<At tilt control>
The
さらに、制御装置100は、車体3の傾斜角度の目標値を算出して、この目標値に基づいてロータリーアクチュエーター15を作動させる。この際、ブレーキ機構16にも通電されるため、ブレーキ機構16によるトーションバー12の制動が解除される。これにより、車体3にトーションバー12の捩じれによる力が作用して、車体3がロータリーアクチュエーター15の回動に応じた傾斜角度で傾斜する。
Further, the
<フェール時>
例えば、何らかの不具合により制御装置100への通電が停止した場合、ロータリーアクチュエーター15、第一連通弁27、および、第二連通弁28は、それぞれ非作動状態となる。そのため、ロータリーアクチュエーター15のブレーキ機構16によりトーションバー12が制動される。これにより、アンチローリング装置によるロール剛性が確保される。さらに、第一連通弁27が閉塞、第二連通弁28が開放される。これにより、自動高さ調整弁22が空気ばね8の高さを調整可能な状態となる。このとき、空気ばね8の高さ調整に伴いトーションバー12に作用する力は、ブレーキ機構16の制動力を上回るため、車体3がロール剛性を確保しつつ水平状態に戻される。
<During fail>
For example, when energization to the
したがって、上述した実施形態によれば、ロータリーアクチュエーター15を作動させることによってトーションバー12を捻じることができる。さらに、トーションバー12の両端に設けられたアーム13、および、リンク14によって、トーションバー12の捩じれにより生じたトルクを、車体3の幅方向の両側を互いに上下反対方向に変位させる力に変換することができる。そのため、固渋の不具合が生じ難いロータリーアクチュエーターを用いて、車体を傾斜させることができる。その結果、コスト増加や重量増加を抑制することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the
さらに、自動高さ調整弁22を備える空気ばね8のシステムを搭載し、且つ、トーションバー式のアンチローリング装置9を有している車両1の場合に、ロール剛性を確保しつつ、機構が複雑化することなしに車体傾斜を実現できる。
Further, in the case of the vehicle 1 equipped with the system of the
さらに、ロータリーアクチュエーター15への電気などの動力源の供給が停止して、ロータリーアクチュエーター15が非作動状態となったときに、ブレーキ機構16によってトーションバー12の回動が制動される。これにより、動力源の供給が停止された時点でロール剛性を確保することができる。そのため、車両1が曲線を走行しているときにロール剛性が低下して乗り心地が低下することを抑制できる。
さらに、ブレーキ機構16によってトーションバー12の回動が制動されていても、空気ばね8の空気圧の調整に伴うトーションバー12の回動は許容される。そのため、空気ばね8の空気圧を調整すれば、車体3の傾斜角を変化させることができる。これにより、ロール剛性を確保したまま、車体3を水平状態に戻すことができる。
Furthermore, the rotation of the
Further, even if the rotation of the
さらに、差圧弁25に対して第一連通弁27が並列に設けられていることで、トーションバー12を用いた車体傾斜を行う際に、第一連通弁27を作動させて開放させれば、空気ばね8同士に差圧が発生することを抑制できる。そのため、トーションバー12を用いて車体傾斜を行う際に、片側の空気ばね8の空気圧だけが高くなって車体傾斜が阻害されることを抑制できる。また、第一連通弁27が非作動となった場合には、第二空気配管26が閉塞されるので、フェール時などには、空気ばね8同士に差圧を生じさせて、空気ばね8の力により車体3を水平に戻すことが可能となる。
Further, since the
さらに、トーションバー12を用いて車体傾斜を行う際に空気供給配管21を閉塞して、自動高さ調整弁22による空気ばね8の空気圧調整をキャンセルすることができる。そのため、トーションバー12を用いた車体傾斜の動作が阻害されることを抑制できる。一方で、非作動時には、空気供給配管21の閉塞が解除される。そのため、フェール時などには、自動高さ調整弁22による空気ばね8の空気圧調整が行われて、車体3を水平状態に戻すことが可能となる。
Further, when the vehicle body is tilted using the
この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態においては、ロータリーアクチュエーター15とブレーキ機構16とを一体に設ける場合について説明した。しかし、ロータリーアクチュエーター15とブレーキ機構16とを個別に設けるようにしても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific shapes, configurations, and the like given in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
For example, in the above-described embodiment, the case where the
さらに、上述した実施形態のブレーキ機構16がトーションバー12の回動を制動する場合について説明した。しかし、この構成に限られない。例えば、トーションバー12に連係されてトーションバー12と共に回動するロータリーアクチュエーター15の構成部品の回動を制動するようにしても良い。
Furthermore, the case where the
さらに、上述した実施形態のアンチローリング装置9では、トーションバー12が台車2に支持され、リンク14がアーム13と車体3との間に渡って取り付けられる場合について説明した。しかし、上記アンチローリング装置9の構成に限られない。例えば、トーションバー12を車体3側に支持させて、リンク14をアーム13と台車2との間に渡って取り付けるようにしても良い。この場合、ロータリーアクチュエーター15は、車体3に取り付けることができる。
Furthermore, in the
さらに、上述した実施形態では、自動高さ調整弁22によって空気ばね8の空気圧を調整して車体3を水平にする機構を備える場合を説明した。しかし、自動高さ調整弁22を用いずに空気ばね8の空気圧を調整して車体3を水平にする機構を用いても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case has been described in which a mechanism for adjusting the air pressure of the
さらに、上述した実施形態では、枕ばねとして空気ばね8を用いる場合について説明したが、空気ばね8以外の枕ばねを用いても良い。
Furthermore, although embodiment mentioned above demonstrated the case where the
1 車両
2 台車
3 車体
5 輪軸
5a 車軸
5b 車輪
7 台車枠
8 空気ばね
9 アンチローリング装置
12 トーションバー
13 アーム
14 リンク
15 ロータリーアクチュエーター
16 ブレーキ機構
20 車体傾斜制御装置
21 空気供給配管
22 自動高さ調整弁
23 補助空気室
24 第一空気配管
25 差圧弁
26 第二空気配管
27 第一連通弁
28 第二連通弁
29 レバー
30 配管
100 制御装置
R レール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
枕ばねを介して前記車体を支持する台車と、を備えた車両の車体傾斜制御装置であって、
前記台車の幅方向に延びる軸線を有し、前記軸線を中心とする周方向に回動可能に前記台車又は前記車体に支持されるトーションバーと、
前記トーションバーの両端に設けられて、前記トーションバーの周方向の捩じれにより生じるトルクによって前記車体の幅方向の両側を互いに上下反対方向に変位させるリンクと、
前記トーションバーに連係されて前記トーションバーに捩り方向の力を加えるロータリーアクチュエーターと、
を有する車体傾斜制御装置。 The car body,
A vehicle body tilt control device comprising: a carriage that supports the vehicle body via a pillow spring;
A torsion bar having an axis extending in the width direction of the carriage, and supported by the carriage or the vehicle body so as to be rotatable in a circumferential direction around the axis;
A link provided at both ends of the torsion bar, and displaces both sides in the width direction of the vehicle body in opposite directions by torque generated by twisting in the circumferential direction of the torsion bar;
A rotary actuator linked to the torsion bar to apply a twisting force to the torsion bar;
A vehicle body tilt control device.
前記車体の傾きに応じて前記空気ばねの空気圧を調整して前記車体の高さを変化させる自動高さ調整弁を備える請求項1に記載の車体傾斜制御装置。 The pillow springs are air springs arranged on both sides in the width direction of the carriage,
The vehicle body tilt control device according to claim 1, further comprising an automatic height adjustment valve that adjusts an air pressure of the air spring in accordance with a tilt of the vehicle body to change a height of the vehicle body.
非作動時に前記トーションバーの回動を制動するブレーキ機構を備え、
前記ブレーキ機構は、
前記自動高さ調整弁による前記空気ばねの空気圧の調整に伴う前記トーションバーの回動を許容する制動力で前記トーションバーの回動を制動する請求項2に記載の車体傾斜制御装置。 The rotary actuator is
A brake mechanism for braking the rotation of the torsion bar when not operating;
The brake mechanism is
The vehicle body tilt control device according to claim 2, wherein the rotation of the torsion bar is braked with a braking force that allows the rotation of the torsion bar in accordance with adjustment of the air pressure of the air spring by the automatic height adjustment valve.
前記第一空気配管に設けられて前記空気ばね同士の差圧が所定の差圧を上回ったとき開弁する差圧弁と、
前記第一空気配管と並列に設けられて前記空気ばね同士を連通可能な第二空気配管と、
前記第二空気配管に設けられて、非作動時に閉塞される第一連通弁と、を備える請求項3に記載の車体傾斜制御装置。 A first air pipe capable of communicating the air springs arranged on both sides in the width direction of the carriage,
A differential pressure valve that is provided in the first air pipe and opens when a differential pressure between the air springs exceeds a predetermined differential pressure;
A second air pipe provided in parallel with the first air pipe and capable of communicating the air springs;
The vehicle body tilt control device according to claim 3, further comprising: a first series valve that is provided in the second air pipe and is closed when not operated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015100239A JP6492362B2 (en) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | Body tilt control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015100239A JP6492362B2 (en) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | Body tilt control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016215730A true JP2016215730A (en) | 2016-12-22 |
JP6492362B2 JP6492362B2 (en) | 2019-04-03 |
Family
ID=57579254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015100239A Expired - Fee Related JP6492362B2 (en) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | Body tilt control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6492362B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114852117A (en) * | 2022-04-29 | 2022-08-05 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | Adjustable torsion bar system and anti-rolling method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000351367A (en) * | 1999-04-08 | 2000-12-19 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | Carbody inclining device for rolling stock |
JP2008254577A (en) * | 2007-04-04 | 2008-10-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method and apparatus for vehicle body tilt control |
JP2008290671A (en) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Control device for vehicle body inclination |
-
2015
- 2015-05-15 JP JP2015100239A patent/JP6492362B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000351367A (en) * | 1999-04-08 | 2000-12-19 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | Carbody inclining device for rolling stock |
JP2008254577A (en) * | 2007-04-04 | 2008-10-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method and apparatus for vehicle body tilt control |
JP2008290671A (en) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Control device for vehicle body inclination |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114852117A (en) * | 2022-04-29 | 2022-08-05 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | Adjustable torsion bar system and anti-rolling method |
CN114852117B (en) * | 2022-04-29 | 2024-03-12 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | Adjustable torsion bar system and anti-rolling method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6492362B2 (en) | 2019-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6633120B2 (en) | Body support device and railway vehicle | |
EP1190925A1 (en) | Transverse tilting mechanism for railway vehicle | |
JP2012521925A (en) | Vehicle with roll compensation | |
JP2013504482A (en) | Multi-acting actuator | |
JP4979360B2 (en) | Railway vehicle | |
JP6067850B2 (en) | Railway vehicle and lateral pressure reduction method capable of reducing lateral pressure | |
JP6492362B2 (en) | Body tilt control device | |
JP4942347B2 (en) | Wheel steering system for railway vehicles | |
JP6022420B2 (en) | Rail car axle box support device | |
JP4160741B2 (en) | Bogie steered rail vehicle | |
JP4292973B2 (en) | Railway vehicle body tilt control method and apparatus | |
JP4070677B2 (en) | Railway vehicle | |
CN114670886B (en) | Interconnection type secondary suspension transverse vibration reduction system for railway vehicle | |
JP4392511B2 (en) | Air spring height adjusting mechanism for railway vehicles and control method of air spring height adjusting mechanism | |
JP4799039B2 (en) | Railway vehicle body tilting device | |
JP4300122B2 (en) | Railway vehicle | |
JP5981829B2 (en) | Railway vehicle body height adjusting device and body height adjusting method | |
JPH08198108A (en) | Truck for railroad car | |
JP6999076B2 (en) | Railroad vehicle body control device | |
JPH09202233A (en) | Rolling stock with body inclination mechanism | |
JP2017039375A (en) | Centering device of railway vehicle | |
JP2003002193A (en) | Railroad vehicle | |
JPH1134868A (en) | Vehicle body inclining device and method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170810 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180703 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180824 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20181102 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190214 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6492362 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |