JP2019183978A

JP2019183978A - 鉄道車両用ダンパ

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Publication number: JP2019183978A
Application number: JP2018076098A
Authority: JP
Inventors: 貴之小川; Takayuki Ogawa; 小川　　貴之; 今井　修一; Shuichi Imai; 修一今井
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2038-04-11
Also published as: JP6975093B2

Abstract

【課題】消費電力と製造コストの双方を低減できる鉄道車両用ダンパの提供である。【解決手段】鉄道車両用ダンパ１は、シリンダ２と、シリンダ２内に移動自在に挿入されるとともにシリンダ２内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストン３と、タンク５と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する第一通路６と第一バイパス路７と、圧側室Ｒ２とタンク５とを連通する第二通路８と第二バイパス路９と、第一通路６に設けた第一可変リリーフ弁２１と第一バイパス路７に設けた第一開閉弁２２と第一可変リリーフ弁２１の開弁圧の調整および第一開閉弁２２を開閉させる第一ソレノイド２３とを有する第一電磁弁ユニットＶ１と、第二通路８に設けた第二可変リリーフ弁２４と第二バイパス路９に設けた第二開閉弁２５と第二可変リリーフ弁２４の開弁圧の調整および第二開閉弁２５を開閉させる第二ソレノイド２６とを有する第二電磁弁ユニットＶ２とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道車両用ダンパに関する。

従来、この種の鉄道車両用ダンパにあっては、たとえば、鉄道車両に車体の進行方向に対して左右方向の振動を抑制すべく、車体と台車との間に介装されて使用されるものが知られている。

より詳しくは、鉄道車両用ダンパは、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、シリンダ内に挿入されてピストンに連結されるロッドと、タンクと、圧側室から伸側室へ向かう作動油の流れのみを許容する通路と、タンクから圧側室へ向かう作動油の流れのみを許容する通路と、伸側室とタンクとを連通する通路と、伸側室とタンクとを連通する通路の途中に設けられた二つの比例リリーフ弁と、これら比例リリーフ弁に並列されるフェールセーフ弁とを備えている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１１−８８６２３号公報

このように従来の鉄道車両用ダンパでは、それぞれソレノイドで駆動される二つの比例リリーフ弁と一つのフェールセーフ弁を備えており、制御中は必ず三つの弁のうち二つの弁のソレノイドに通電されるので、電力消費量が多い。また、三つの弁のそれぞれが電磁弁であるので、鉄道車両用ダンパの製造コストが高くなってしまう。

そこで、本発明の目的は、消費電力と製造コストの双方を低減できる鉄道車両用ダンパの提供である。

本発明の鉄道車両用ダンパは、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるとともにシリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、タンクと、伸側室と圧側室とを連通する第一通路と第一バイパス路と、圧側室とタンクとを連通する第二通路と第二バイパス路と、第一通路に設けられる第一可変リリーフ弁と第一バイパス路に設けられる第一開閉弁と第一可変リリーフ弁の開弁圧の調整および第一開閉弁を開閉させる第一ソレノイドとを有する第一電磁弁ユニットと、第二通路に設けられる第二可変リリーフ弁と第二バイパス路に設けられる第二開閉弁と第二可変リリーフ弁の開弁圧の調整および第二開閉弁を開閉させる第二ソレノイドとを有する第二電磁弁ユニットＶ２とを備えている。

このように構成された鉄道車両用ダンパは、セミアクティブダンパとして機能する場合に減衰力を出すために通電が必要なのは、第一電磁弁ユニットと第二電磁弁ユニットのいずれか一方で済む。

また、鉄道車両用ダンパは、第一ソレノイドが通電時に第一開閉弁を閉弁させつつ第一可変リリーフ弁の開弁圧を調整し、非通電時に第一開閉弁を開弁させ、第二ソレノイドが通電時に第二開閉弁を閉弁させつつ第二可変リリーフ弁の開弁圧を調整し、非通電時に第二開閉弁を開弁させてもよい。このように構成された鉄道車両用ダンパによれば、簡易な構造で第一電磁弁ユニットと第二電磁弁ユニットを実現できる。

さらに、鉄道車両用ダンパは、第一バイパス路に設けた第一減衰弁と、第二バイパス路に設けた第二減衰弁とを備えていてもよい。このように構成された鉄道車両用ダンパによれば、セミアクティブダンパとして機能しつつも通電不能なフェール時にはパッシブダンパとして機能して車体の振動を抑制できる。

また、鉄道車両用ダンパは、圧側室から伸側室へ向かう液体の流れのみを許容する整流通路と、タンクから圧側室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路とを備えていてもよい。このように構成された鉄道車両用ダンパによれば、減衰力を出したくない方向へ伸縮する場合にも、第一電磁弁ユニットと第二電磁弁ユニットの双方への通電が不要で一方にのみ通電を行えばよいので、消費電力が効果的に低減される。

本発明の鉄道車両用ダンパによれば、消費電力と製造コストの双方を低減できる。

一実施の形態における鉄道車両用ダンパを搭載した鉄道車両の断面図である。一実施の形態の鉄道車両用ダンパの回路図である。一実施の形態の鉄道車両用ダンパにおける第一電磁弁ユニットおよび第二電磁弁ユニットの概略断面図である。一実施の形態の第一変形例における鉄道車両用ダンパの回路図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における鉄道車両用ダンパ１は、本例では、鉄道車両の車体Ｂの制振装置として使用され、図１に示すように、台車Ｔと車体Ｂとの間に設置される。そして、本例の鉄道車両用ダンパ１は、発揮する減衰力で車体Ｂの車両進行方向に対して水平横方向の振動を抑制するようになっている。

鉄道車両用ダンパ１は、本例では、図２に示すように、鉄道車両の車体Ｂに連結されるシリンダ２と、シリンダ２内に摺動自在に挿入されるとともにシリンダ２内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストン３と、シリンダ２内に挿入されて一端がピストン３に連結されるとともに他端が台車Ｔに連結されるロッド４と、タンク５と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する第一通路６と第一バイパス路７と、圧側室Ｒ２とタンク５とを連通する第二通路８と第二バイパス路９と、第一電磁弁ユニットＶ１と、第二電磁弁ユニットＶ２とを備えている。

また、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２には、本例では、作動液体として作動油が充填されるとともに、タンク５には、作動油のほかに気体が充填されている。なお、タンク５内は、特に、気体を圧縮して充填して加圧状態とする必要は無い。また、作動流体は、作動油以外にも他の液体を利用してもよい。

以下、鉄道車両用ダンパ１の各部について詳細に説明する。シリンダ２は筒状であって、その図２中右端は蓋１０によって閉塞され、図２中左端には環状のロッドガイド１１が取り付けられている。また、前記ロッドガイド１１内には、シリンダ２内に移動自在に挿入されるロッド４が摺動自在に挿入されている。このロッド４は、一端をシリンダ２外へ突出させており、シリンダ２内の他端をシリンダ２内に摺動自在に挿入されるピストン３に連結している。

なお、ロッドガイド１１の外周とシリンダ２との間は図示を省略したシール部材によってシールされており、これによりシリンダ２内は密閉状態に維持されている。そして、シリンダ２内にピストン３によって区画される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２には、前述のように作動油が充填されている。また、鉄道車両用ダンパ１の場合、ロッド４の断面積をピストン３の断面積の二分の一にして、ピストン３の伸側室Ｒ１側の受圧面積が圧側室Ｒ２側の受圧面積の二分の一となるようになっている。

また、本実施の形態の鉄道車両用ダンパ１では、ピストン３には、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する整流通路１２が設けられている。この整流通路１２は、途中にチェック弁１２ａを備えている。整流通路１２は、チェック弁１２ａによって圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する一方通行の通路として機能する。なお、整流通路１２は、ピストン３以外に設けられてもよい。

さらに、本実施の形態の鉄道車両用ダンパ１では、タンク５から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路１３が設けられている。この吸込通路１３は、途中にチェック弁１３ａを備えている。吸込通路１３は、チェック弁１３ａによってタンク５から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する一方通行の通路として機能する。

そして、第一通路６と第一バイパス路７は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通している。第一通路６と第一バイパス路７は、図示したところでは、一つの通路を途中で分岐させた構造を採用しているが、互いに独立して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通していてもよい。

また、第二通路８と第二バイパス路９は、圧側室Ｒ２とタンク５とを連通している。第二通路８と第二バイパス路９は、図示したところでは、一つの通路を途中で分岐させた構造を採用しているが、互いに独立して圧側室Ｒ２とタンク５とを連通していてもよい。

第一電磁弁ユニットＶ１は、第一通路６に設けられる第一可変リリーフ弁２１と、第一バイパス路７に設けられる第一開閉弁２２と、第一可変リリーフ弁２１の開弁圧の調整および第一開閉弁２２を開閉させる第一ソレノイド２３とを備えて構成されている。

そして、第一ソレノイド２３は、第一開閉弁２２を介して第一可変リリーフ弁２１に推力を与えられるようになっていて、通電時に第一開閉弁２２を閉弁させつつ第一可変リリーフ弁２１の開弁圧を調整し、非通電時に第一開閉弁２２を開弁させる。

第二電磁弁ユニットＶ２は、第二通路８に設けられる第二可変リリーフ弁２４と、第二バイパス路９に設けられる第二開閉弁２５と、第二可変リリーフ弁２４の開弁圧の調整および第二開閉弁２５を開閉させる第二ソレノイド２６とを備えて構成されている。

そして、第二ソレノイド２６は、第二開閉弁２５を介して第二可変リリーフ弁２４に推力を与えられるようになっていて、通電時に第二開閉弁２５を閉弁させつつ第二可変リリーフ弁２４の開弁圧を調整し、非通電時に第二開閉弁２５を開弁させる。

より詳細には、第一電磁弁ユニットＶ１および第二電磁弁ユニットＶ２は、共に同じ構成とされている。第一電磁弁ユニットＶ１および第二電磁弁ユニットＶ２は、図３に示すように、筒状のハウジング３０内に移動自在に挿入される開閉弁体３１とリリーフ弁体３２と、開閉弁体３１に附勢力を作用させ得るソレノイド３３と、リリーフ弁体３２を開閉弁体３１側へ向けて附勢するばね３４とを備えて構成される。

ハウジング３０は、内径が大径となっている二つの内径大径部３０ａ，３０ｂを備えている。また、ハウジング３０は、外方から開口して内周であって内径大径部３０ａと内径大径部３０ｂとの間に通じるポート３０ｃ，３０ｄと、外方から開口して図３中左側の内径大径部３０ａに通じるポート３０ｅと、外方から開口して図３中右側の内径大径部３０ｂに通じるポート３０ｆとを備えている。そして、ポート３０ｄからハウジング３０内を介してポート３０ｆに到る通路が第一通路６或いは第二通路８の一部を形成し、ポート３０ｅからハウジング３０内を介してポート３０ｃに到る通路が第一バイパス路７或いは第二バイパス路９の一部を形成している。

開閉弁体３１は、ハウジング３０の内径大径部３０ａ，３０ｂより小径な小径部位に摺接可能な本体部３１ａと、本体部３１ａの先端からリリーフ弁体３２側に伸びる本体部３１ａより小径のプッシュロッド３１ｂを備えており、ハウジング３０内を図３中左右方向となる軸方向へ移動できる。そして、開閉弁体３１がハウジング３０の内周であって内径大径部３０ａの両側の小径部位に摺接するとポート３０ｅとポート３０ｃとの連通を断ち、本体部３１ａが内径大径部３０ｂの図３中左側であるソレノイド側の小径部位にのみ摺接するとポート３０ｅとポート３０ｃとを連通させる。このように、第一開閉弁２２および第二開閉弁２５は、開閉弁体３１とハウジング３０とで構成されている。

リリーフ弁体３２は、ハウジング３０の内周であってポート３０ｃの開口よりも右側と内径大径部３０ｂとの間の小径部位に摺接する本体部３２ａと、本体部３２ａの先端から反開閉弁体側に伸びる小径部３２ｂと、小径部３２ｂの先端に設けた円錐状の弁頭３２ｃとを備えている。そして、リリーフ弁体３２は、開閉弁体３１と同様に、ハウジング３０内を図３中左右方向となる軸方向へ移動できる。そして、リリーフ弁体３２は、ハウジング３０の内径大径部３０ｂ内に収容されるばね３４によって開閉弁体３１側へ向けて附勢されていて、弁頭３２ｃがハウジング３０の内径大径部３０ｂの図３中で左端の段部を弁座として着座するようになっている。弁頭３２ｃがハウジング３０の前記弁座に着座する状態ではポート３０ｄとポート３０ｆとの連通が絶たれ、弁頭３２ｃが前記段部から離座するとポート３０ｄとポート３０ｆとが連通される。このように、第一可変リリーフ弁２１および第二可変リリーフ弁２４は、リリーフ弁体３２とハウジング３０とで構成されている。

そして、ソレノイド３３は、開閉弁体３１を駆動できるようになっていて、第一ソレノイド２３および第二ソレノイド２６に対応している。ソレノイド３３は、通電されるとばね３４を押し縮めて開閉弁体３１を図３中右方向へ附勢して開閉弁体３１でポート３０ｅからポート３０ｃへ至る通路を遮断する。ソレノイド３３に通電する状態では、開閉弁体３１のプッシュロッド３１ｂがリリーフ弁体３２に当接してソレノイド３３の付勢力がリリーフ弁体３２に伝達される。よって、ソレノイド３３に通電する状態では、リリーフ弁体３２にはソレノイド３３の付勢力とこの附勢力に対抗するばね３４の付勢力が作用する。そして、電流量の調整でソレノイド３３の付勢力を調節するとリリーフ弁体３２の弁頭３２ｃを前記弁座に押さえつける力が変化するのでリリーフ弁体３２が弁座から離座する開弁圧が調節される。

反対に、ソレノイド３３に通電しないと、開閉弁体３１がソレノイド３３によって押圧されないので、開閉弁体３１は、第一バイパス路７或いは第二バイパス路９の上流から圧力を受けるとソレノイド３３側へ後退する。すると、本体部３１ａがハウジング３０の内周であって内径大径部３０ａの図３中左方の小径部位のみに摺接して、開閉弁体３１は、ポート３０ｅからポート３０ｃへ至る通路を開放する。なお、リリーフ弁体３２には、ばね３４の付勢力のみが作用し弁座に着座する。

このように、ソレノイド３３に通電すると第一バイパス路７および第二バイパス路９に接続されるポート３０ｅからポート３０ｃまでの通路が遮断されるともに第一通路６および第二通路８に接続されるポート３０ｄからポート３０ｆまでの通路に設けられたリリーフ弁体３２の開弁圧を調節できる。また、ソレノイド３３に通電しない非通電時では、開閉弁体３１が第一バイパス路７および第二バイパス路９に接続されるポート３０ｅからポート３０ｃまでの通路を開放する。

よって、第一電磁弁ユニットＶ１は、図３に示したように構成されると、通電時に第一開閉弁２２を閉弁させつつ第一可変リリーフ弁２１の開弁圧を調整し、非通電時に第一開閉弁２２を開弁させ得る。同様に、第二電磁弁ユニットＶ２は、図３に示したように構成されると、電時に第二開閉弁２５を閉弁させつつ第二可変リリーフ弁２４の開弁圧を調整し、非通電時に第二開閉弁２５を開弁させる。

鉄道車両用ダンパ１は、以上のように構成されており、以下、作動を説明する。まず、第一電磁弁ユニットＶ１および第二電磁弁ユニットＶ２に通電する場合、第一バイパス路７が第一開閉弁２２によって遮断され、第二バイパス路９が第二開閉弁２５によって遮断される。他方、第一可変リリーフ弁２１は第一ソレノイド２３への通電量によって開弁圧が制御され、第二可変リリーフ弁２４は第二ソレノイド２６への通電量によって開弁圧が制御される。なお、第一ソレノイド２３で第一通路６に設けられる第一可変リリーフ弁２１の開弁圧の調整と、第一バイパス路７に設けられる第一開閉弁２２の開閉が可能であれば、第一電磁弁ユニットＶ１の具体的な構成は、前述した具体的な構成以外の構成であってもよい。同様に、第二ソレノイド２６で第二通路８に設けられる第二可変リリーフ弁２４の開弁圧の調整と、第二バイパス路９に設けられる第二開閉弁２５の開閉が可能であれば、第二電磁弁ユニットＶ２の具体的な構成は、前述した具体的な構成以外の構成であってもよい。

この状況で、鉄道車両用ダンパ１が伸長すると、伸側室Ｒ１から第一通路６を通じて圧側室Ｒ２へ作動油が排出され、拡大する圧側室Ｒ２には第一通路６を通じて伸側室Ｒ１から作動油が供給されるとともに吸込通路１３を通じてタンク５から作動油が供給される。よって、鉄道車両用ダンパ１における伸側室Ｒ１の圧力は、第一可変リリーフ弁２１の開弁圧となり、鉄道車両用ダンパ１は伸長を妨げる減衰力を発揮する。第一可変リリーフ弁２１の開弁圧で伸側室Ｒ１の圧力を調節できるので、第一ソレノイド２３の通電量で鉄道車両用ダンパ１の伸側の減衰力を制御できる。また、この状況で、鉄道車両用ダンパ１が収縮すると、圧側室Ｒ２から第二通路８を通じてタンク５へ作動油が排出され、拡大する伸側室Ｒ１には整流通路１２を通じて圧側室Ｒ２から作動油が供給される。よって、鉄道車両用ダンパ１における伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２の圧力は、第二可変リリーフ弁２４の開弁圧となり、鉄道車両用ダンパ１は収縮を妨げる減衰力を発揮する。シリンダ２内の圧力は第二可変リリーフ弁２４の開弁圧で調節できるので、第二ソレノイド２６の通電量で鉄道車両用ダンパ１の圧側の減衰力を制御できる。

また、前述したように、本実施の形態の鉄道車両用ダンパ１の場合、ロッド４の断面積をピストン３の断面積の二分の一にして、ピストン３の伸側室Ｒ１側の受圧面積が圧側室Ｒ２側の受圧面積の二分の一となっている。よって、伸長作動時と収縮作動時とで第一可変リリーフ弁２１と第二可変リリーフ弁２４の開弁圧を等しくしておけば、鉄道車両用ダンパ１の伸側減衰力と圧側減衰力は等しくなる。つまり、鉄道車両用ダンパ１の伸側減衰力と圧側減衰力は等しくする場合、第一ソレノイド２３および第二ソレノイド２６へ与える電流量が同じとなるので減衰力調整が容易となる。

つづいて、第一電磁弁ユニットＶ１に通電して、第二電磁弁ユニットＶ２には通電しない場合、第一バイパス路７が第一開閉弁２２によって遮断され、第二バイパス路９が第二開閉弁２５によって開放される。第一可変リリーフ弁２１は第一ソレノイド２３への通電量によって開弁圧が制御され、第二可変リリーフ弁２４は開弁圧が最大となる。この状況で、鉄道車両用ダンパ１が伸長すると、伸側室Ｒ１から第一通路６を通じて圧側室Ｒ２へ作動油が排出され、拡大する圧側室Ｒ２には第一通路６を通じて伸側室Ｒ１から作動油が供給されるとともに吸込通路１３を通じてタンク５から作動油が供給される。よって、鉄道車両用ダンパ１における伸側室Ｒ１の圧力は、第一可変リリーフ弁２１の開弁圧となり、鉄道車両用ダンパ１は伸長を妨げる減衰力を発揮する。第一可変リリーフ弁２１の開弁圧で伸側室Ｒ１の圧力を調節できるので、第一ソレノイド２３の通電量で鉄道車両用ダンパ１の伸側の減衰力を制御できる。また、この状況で、鉄道車両用ダンパ１が収縮すると、圧側室Ｒ２から第二バイパス路９を通じてタンク５へ作動油が排出され、拡大する伸側室Ｒ１には整流通路１２を通じて圧側室Ｒ２から作動油が供給される。よって、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力はともにタンク圧となるので、鉄道車両用ダンパ１は収縮作動ではアンロードされて収縮を妨げる減衰力を発揮しない。

さらに、第一電磁弁ユニットＶ１には通電せず、第二電磁弁ユニットＶ２に通電する場合、第一バイパス路７が第一開閉弁２２によって開放され、第二バイパス路９が第二開閉弁２５によって遮断される。第一可変リリーフ弁２１は開弁圧が最大となり、第二可変リリーフ弁２４は第二ソレノイド２６への通電量によって開弁圧が制御される。この状況で、鉄道車両用ダンパ１が伸長すると、伸側室Ｒ１から第一バイパス路７を通じて圧側室Ｒ２へ作動油が移動し、拡大する圧側室Ｒ２には吸込通路１３を通じてタンク５から作動油が供給される。よって、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力はともにタンク圧となるので、鉄道車両用ダンパ１は伸長作動ではアンロードされて伸長を妨げる減衰力を発揮しない。また、鉄道車両用ダンパ１が収縮すると、圧側室Ｒ２から第二通路８を通じてタンク５へ作動油が排出され、拡大する伸側室Ｒ１には整流通路１２を通じて圧側室Ｒ２から作動油が供給される。よって、鉄道車両用ダンパ１における伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２の圧力は、第二可変リリーフ弁２４の開弁圧となり、鉄道車両用ダンパ１は収縮を妨げる減衰力を発揮する。シリンダ２内の圧力は第二可変リリーフ弁２４の開弁圧で調節できるので、第二ソレノイド２６の通電量で鉄道車両用ダンパ１の圧側の減衰力を制御できる。

そしてさらに、第一電磁弁ユニットＶ１および第二電磁弁ユニットＶ２に通電しないと、第一バイパス路７が第一開閉弁２２によって開放され、第二バイパス路９が第二開閉弁２５によって開放される。すると、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２がともに第一バイパス路７および第二バイパス路９を通じてタンク５に連通されるので、鉄道車両用ダンパ１は、伸長しても収縮しても減衰力を発揮しない。

このように鉄道車両用ダンパ１では、第一電磁弁ユニットＶ１と第二電磁弁ユニットＶ２のいずれか一方にのみ通電すると、片効きのダンパとして機能できる。よって、減衰力を発揮する方向が鉄道車両の台車Ｔの振動により車体Ｂを加振する方向である場合、そのような方向には減衰力を出さないように鉄道車両用ダンパ１を片効きのダンパとして機能させ得る。したがって、この鉄道車両用ダンパ１は、カルノップ理論に基づくセミアクティブ制御を容易に実現できるため、セミアクティブダンパとして機能できる。つまり、鉄道車両用ダンパ１をセミアクティブダンパとして機能させるうえで通電が必要となるのは、第一電磁弁ユニットＶ１と第二電磁弁ユニットＶ２のいずれか一方のみとなる。

なお、整流通路１２と吸込通路１３を廃止する場合に鉄道車両用ダンパ１を片効きのダンパとして機能させる場合、第一電磁弁ユニットＶ１と第二電磁弁ユニットＶ２の双方に通電する必要があるが、減衰力を出す場合には第一電磁弁ユニットＶ１と第二電磁弁ユニットＶ２の一方にのみ通電すればよい。

以上、本発明の鉄道車両用ダンパ１は、シリンダ２と、シリンダ２内に移動自在に挿入されるとともにシリンダ２内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストン３と、タンク５と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する第一通路６と第一バイパス路７と、圧側室Ｒ２とタンク５とを連通する第二通路８と第二バイパス路９と、第一通路６に設けられる第一可変リリーフ弁２１と第一バイパス路７に設けられる第一開閉弁２２と第一可変リリーフ弁２１の開弁圧の調整および第一開閉弁２２を開閉させる第一ソレノイド２３とを有する第一電磁弁ユニットＶ１と、第二通路８に設けられる第二可変リリーフ弁２４と第二バイパス路９に設けられる第二開閉弁２５と第二可変リリーフ弁２４の開弁圧の調整および第二開閉弁２５を開閉させる第二ソレノイド２６とを有する第二電磁弁ユニットＶ２とを備えている。

このように構成された鉄道車両用ダンパ１は、セミアクティブダンパとして機能する場合に減衰力を出すために通電が必要なのは、第一電磁弁ユニットＶ１と第二電磁弁ユニットＶ２のいずれか一方で済むので消費電力が低減されるとともに、設置される電磁弁が第一電磁弁ユニットＶ１と第二電磁弁ユニットＶ２のみで済むから製造コストも低減される。よって、本発明の鉄道車両用ダンパ１によれば、消費電力と製造コストを低減できる。

さらに、鉄道車両用ダンパ１は、電磁弁としては第一電磁弁ユニットＶ１と第二電磁弁ユニットＶ２の二つの電磁弁のみを備えるので、従来の鉄道車両用ダンパに比べて小型化でき鉄道車両への搭載性が向上するとともに、鉄道車両用ダンパ１を制御するコントローラも電磁弁を駆動するドライバも小型化できる。

また、本実施の形態の鉄道車両用ダンパ１は、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する整流通路１２と、タンク５から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路１３とを備えている。このように整流通路１２と吸込通路１３を備えた鉄道車両用ダンパ１では、セミアクティブダンパとして機能する場合に通電が必要なのは、第一電磁弁ユニットＶ１と第二電磁弁ユニットＶ２のいずれか一方のみで済むので消費電力をより効果的に低減できる。つまり、この場合、鉄道車両用ダンパ１が減衰力を出したくない方向へ伸縮する場合にも、第一電磁弁ユニットＶ１と第二電磁弁ユニットＶ２の双方への通電が不要で一方にのみ通電を行えばよいので、消費電力が効果的に低減されるのである。

また、本実施の形態の鉄道車両用ダンパ１は、第一ソレノイド２３が通電時に第一開閉弁２２を閉弁させつつ第一可変リリーフ弁２１の開弁圧を調整し、非通電時に第一開閉弁２２を開弁させ、第二ソレノイド２６が通電時に第二開閉弁２５を閉弁させつつ第二可変リリーフ弁２４の開弁圧を調整し、非通電時に第二開閉弁２５を開弁させる。このように構成された鉄道車両用ダンパ１によれば、図３に示した簡易な構造で第一電磁弁ユニットＶ１と第二電磁弁ユニットＶ２を実現できる。

なお、図４に示すように、第一バイパス路７に第一減衰弁１４を設け、第二バイパス路９に第二減衰弁１５を設けてもよい。第一減衰弁１４および第二減衰弁１５は、上流側の圧力で開弁する減衰弁とされており、図４に示すように、流量が少ない場合には圧力損失が非常に小さく、流量が増加すると流量増加に対する圧力損失の増加率が大きくなる特性を備えている。鉄道車両用ダンパ１が常用伸縮速度で伸縮する場合に第一減衰弁１４および第二減衰弁１５を通過すると見込まれる流量の範囲で圧力損失が非常に小さくなっていればよい。この範囲は、鉄道車両用ダンパ１が適用される鉄道車両に応じて決定すればよい。

このような第一減衰弁１４を設けると、第一バイパス路７を開放する場合、鉄道車両用ダンパ１の伸長速度が低い場合には、第一減衰弁１４による非常に低い減衰力が発揮されて鉄道車両用ダンパ１がアンロードされる。また、このような第一減衰弁１４を設けると、第二バイパス路９を開放する場合、鉄道車両用ダンパ１の収縮速度が低い場合には、第二減衰弁１５による非常に低い減衰力が発揮されて鉄道車両用ダンパ１がアンロードされる。

他方、第一バイパス路７と第二バイパス路９を共に開放する場合、鉄道車両用ダンパ１の伸縮速度が高くなると、第一減衰弁１４および第二減衰弁１５を通過する流量が増えて圧力損失が大きくなるで、鉄道車両用ダンパ１は大きな減衰力を発揮して車体Ｂの振動を抑制する。よって、鉄道車両用ダンパ１は、通電不能なフェール時には第一減衰弁１４および第二減衰弁１５で減衰力を発揮してパッシブダンパとして機能し得る。以上、第一バイパス路７に第一減衰弁１４を設け、第二バイパス路９に第二減衰弁１５を設けると、鉄道車両用ダンパ１がセミアクティブダンパとして機能しつつも通電不能なフェール時にはパッシブダンパとして機能して車体Ｂの振動を抑制できる。なお、第一減衰弁１４および第二減衰弁１５は、オリフィス等の絞り弁とされてもよく、その場合、流量が少ない場合の圧力損失が非常に小さく流量が多くなると圧力損失が大きいものを利用すればよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。

１・・・鉄道車両用ダンパ、２・・・シリンダ、３・・・ピストン、５・・・タンク、６・・・第一通路、７・・・第一バイパス路、８・・・第二通路、９・・・第二バイパス路、１２・・・整流通路、１３・・・吸込通路、１４・・・第一減衰弁、１５・・・第二減衰弁、２１・・・第一可変リリーフ弁、２２・・・第一開閉弁、２３・・・第一ソレノイド、２４・・・第二可変リリーフ弁、２５・・・第二開閉弁、２６・・・第二ソレノイド、Ｒ１・・・伸側室、Ｒ２・・・圧側室、Ｖ１・・・第一電磁弁ユニット、Ｖ２・・・第二電磁弁ユニット

Claims

シリンダと、
前記シリンダ内に移動自在に挿入されるとともに前記シリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、
タンクと、
前記伸側室と前記圧側室とを連通する第一通路と第一バイパス路と、
前記圧側室と前記タンクとを連通する第二通路と第二バイパス路と、
前記第一通路に設けられる第一可変リリーフ弁と、前記第一バイパス路に設けられる第一開閉弁と、前記第一可変リリーフ弁の開弁圧の調整および前記第一開閉弁を開閉させる第一ソレノイドとを有する第一電磁弁ユニットと、
前記第二通路に設けられる第二可変リリーフ弁と、前記第二バイパス路に設けられる第二開閉弁と、前記第二可変リリーフ弁の開弁圧の調整および前記第二開閉弁を開閉させる第二ソレノイドとを有する第二電磁弁ユニットとを備えた
ことを特徴とする鉄道車両用ダンパ。
前記第一ソレノイドは、通電時に前記第一開閉弁を閉弁させつつ前記第一可変リリーフ弁の開弁圧を調整し、非通電時に前記第一開閉弁を開弁させ、
前記第二ソレノイドは、通電時に前記第二開閉弁を閉弁させつつ前記第二可変リリーフ弁の開弁圧を調整し、非通電時に前記第二開閉弁を開弁させる
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ダンパ。
前記第一バイパス路に設けられる第一減衰弁と、
前記第二バイパス路に設けられる第二減衰弁とを備えた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の鉄道車両用ダンパ。
前記圧側室から前記伸側室へ向かう液体の流れのみを許容する整流通路と、
前記タンクから前記圧側室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路とを備えた
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の鉄道車両用ダンパ。