JP2650562B2 - 空気ばね付き鉄道車両の車体傾斜装置 - Google Patents

空気ばね付き鉄道車両の車体傾斜装置

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JP2650562B2
JP2650562B2 JP8954792A JP8954792A JP2650562B2 JP 2650562 B2 JP2650562 B2 JP 2650562B2 JP 8954792 A JP8954792 A JP 8954792A JP 8954792 A JP8954792 A JP 8954792A JP 2650562 B2 JP2650562 B2 JP 2650562B2
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康志 西岡
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、空気ばね付き鉄道車
両の左右空気ばねを個別に操作して車体を傾斜させうる
車体傾斜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄道の線路は直線と曲線および両者を結
ぶ緩和曲線さらに勾配部分を地形に応じ用いて構成され
ている。その曲線路では、列車が通過するとき遠心力に
より外側に倒れようとする力が作用するので、これを防
ぐために、あらかじめ曲線路の外側レールを内側より高
く敷設し、いわゆるカントが付けられている。
【0003】曲線路を通過する鉄道車両は、そのカント
量に釣り合う速度で走行しないと、乗客に横方向の加速
度が作用して乗り心地を悪くする。曲線路での乗り心地
を向上させるには、この横方向の加速度を相殺するよう
に車体を傾斜させれば良い。その車体傾斜の方法として
は、数種の方法があるが、その中で空気ばねを用いた方
法として図6に示す装置および特開昭58−11036
8号公報に開示され図7に示した装置がある。
【0004】図6に示す装置は、左右の空気ばね3a、
3bと空気源30を接続する配管32a、32bの途中
に切替え弁31a、31bを設けて、伸長すべき空気ば
ね側の切替え弁を開いて圧縮空気を送入するとともに、
圧縮すべき空気ばね側の切替え弁を大気に解放するよう
に切替え圧縮空気を大気中に放出し車体を傾斜させるも
のである。
【0005】図7に示す装置は、複動形の空気圧シリン
ダ4の左右の空気室5a、5bと空気ばね3a、3bの
間をそれぞれ配管22a、22bで接続し、車体1と台
車2との間の左右側に設けた高さ検出器18からの検出
信号を制御器19に入力し、制御器19で演算処理して
得た制御信号により操作されるモータ12とラック11
a、ピニオン11bからなる駆動装置10を介してピス
トン8を左右に動かし、空気ばねの一方を伸長すると同
時に他方を圧縮して車体を傾斜させるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記前者の図6に示す
装置は、切替え弁31a、31bを左右個別に操作する
ことにより、左右の空気ばね高さを個別に調整できる
が、圧縮空気を大気中に放出して操作が行われるため、
圧縮空気の消費量が大きく不経済である。
【0007】また、後者の図7に示す装置は、圧縮空気
を消費することなく、かつピストン8の作動力は空気室
5aと空気室5bとの差圧に打ち勝つだけの小さな力で
傾斜を行うことができるが、左右の空気ばね高さを個別
に調整することはできない。すなわち、車体傾斜は、左
右の空気ばね高さがほぼ圧縮量=伸長量となるような傾
斜のみしかできないため、空気ばねの上下ストローク
は、圧縮量と伸長量が同程度必要となる。このような空
気ばねは、取り付け基準高さが高くなり、取り付けスペ
ースの問題や、最大圧縮時の車体の沈み込みが大きく床
下機器が車両限界を外れることになる。
【0008】この発明は、上記従来の空気ばねによる車
体傾斜の装置にみられる欠点を除くことを目的とするも
のであり、一つの複動形空気圧シリンダにより車体傾斜
を行うとともに、左右空気ばねを個別に作動し得る装置
を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、空気ばね付き鉄道車両の左右側の空気
ばね3a、3bと台車に設けた複動形の空気圧シリンダ
の左右側の空気室5a、5bとを配管によりそれぞれ接
続し、該空気圧シリンダのピストンロッドに駆動装置を
設け、シリンダの作動により車体傾斜を行う装置におい
て、台車に設けた一対の補助空気圧シリンダのそれぞれ
の空気室7a、7bを上記空気圧シリンダの空気室5
a、5bに配管により接続し、かつピストンロッドに駆
動装置を設け、制御器からの制御信号により空気圧シリ
ンダおよび一対の補助空気圧シリンダの各駆動装置を個
別に作動するように構成するか、または上記空気圧シリ
ンダの主ピストンに対向してピストンロッドに駆動装置
を有する補助ピストンを設け、制御器からの制御信号に
より上記各駆動装置を個別に作動するように設け、車体
を空気ばね3a側へ傾ける際は、主ピストンが空気ばね
3b側へ移動し、空気ばね3aがほぼ限界まで圧縮した
時点で補助ピストンがほぼ同速度で主ピストンに追従移
動し、車体を空気ばね3b側へ傾ける際は、空気ばね3
bがほぼ限界まで圧縮した時点で主ピストンを停止し、
補助ピストンを空気ばね3b側へ移動させるように構成
して、左右空気ばね高さを個別に調整できる空気ばね付
き鉄道車両の車体傾斜装置である。
【0010】
【作用】車体傾斜は主にピストン8の左右動により行わ
れる。この場合には左右の空気ばねの伸縮量Ha、Hb
がほぼHa=Hbとなるように傾斜する。また、補助空
気圧シリンダを作動した場合、すなわち圧縮側のストロ
ークが伸長側のストロークに比べ小さい場合、例えば図
2においてはHa<Hbとなる傾斜をする。
【0011】複動形の空気圧シリンダに一対の補助空気
圧シリンダを付設した装置においては、まず空気圧シリ
ンダのピストン8を動かし圧縮側の空気ばねの高さがほ
ぼ限界まで圧縮したとき、ピストン8の動きを止め、伸
長側の空気ばねに連通した補助空気圧シリンダを空気室
が狭くなる方向に動かし、空気ばねをさらに伸長する。
この際の空気ばねの圧縮量および伸長量は、あらかじめ
入力した高さ制御信号と高さ検出器から入力した検出信
号を制御器で比較演算して得た制御信号により駆動装置
10および15a、15bを操作して決められる。
【0012】また、複動形の空気圧シリンダの主ピスト
ン8aに対向して補助ピストン24を設けた装置におい
ては、右側の空気ばね3bを伸長するときは、図4に示
すように、まず主ピストン8aを右に動かし左側の空気
ばね3aの圧縮量が限界に近付いたとき補助ピストン2
4を、主ピストン8aとほぼ同速度で右に追従して動か
す。その結果、左側の空気ばね3aは圧縮を停止し、右
側の空気ばね3bは伸長を続ける。逆に、左側の空気ば
ね3aを伸長するときは、図5に示すように、まず主ピ
ストン8aを左に動かし右側の空気ばね3bの圧縮量が
限界に近付いたとき主ピストン8aの動きを止め、補助
ピストン24を右に動かす。そのため右側の空気ばね3
bは圧縮を停止し、左側の空気ばね3aは伸長を続け
る。
【0013】上記のごとく、複動形の空気圧シリンダの
ピストンの動きと補助空気圧シリンダの補助ピストンの
動きを協同させることにより、左右空気ばねを個別に伸
縮させることができ、かつ圧縮側の空気ばねを圧縮限度
に維持しながら、さらに伸長側の空気ばねを伸長させる
ことができる。
【0014】
【実施例】
実施例1 請求項1の発明を図1、図2に示す実施例に基づいて説
明する。車体1と台車2との間において左右側に設けた
空気ばね3a、3bと台車2に設けた複動形の空気圧シ
リンダ4の左右側の空気室5a、5bとの間を配管22
a、22bにより、それぞれ接続する。そして、上記空
気圧シリンダ4に近接して設けた一対の補助空気圧シリ
ンダ6a、6bの空気室7a、7bと上記空気圧シリン
ダ4の空気室5a、5bとの間をそれぞれ配管23a、
23bにより接続する。
【0015】上記空気圧シリンダ4のピストン8のピス
トンロッド9に駆動装置10を設ける。この駆動装置1
0は、ピストンロッド9に設けたラック11aに、モー
タ12の回転軸に設けたピニオン11bを噛み合わせて
なる。同様に、補助空気圧シリンダ6a、6bのピスト
ン13a、13bのピストンロッド14に設けたラック
16aに、モータ17の回転軸に設けたピニオン16b
を噛み合わせてなる駆動装置15a、15bを設ける。
【0016】上記各駆動装置10、15a、15bはそ
れぞれスイッチ20、21a、21bを介して制御器1
9に電気的に接続される。制御器19には車体1と台車
2の間の左右側に設けた高さ検出器18からの検出信号
と別系統から高さ制御信号が入力され、ここで演算処理
されて得た制御信号により各スイッチを開閉して、それ
ぞれの駆動装置が正逆いずれかの方向に回転するように
構成されている。
【0017】車体を傾斜させる必要があるときは、制御
器19からの制御信号により、まずスイッチ20を介し
て駆動装置10が作動し、例えば図2においてはピスト
ン8が左へ動き、左側の空気ばね3aが圧縮限度に近づ
いたとき左側の補助空気圧シリンダ6aのピストン13
aを右へ動かし圧縮限度を維持する。そして、右側の空
気ばね3bをさらに伸長するときは右側の補助空気圧シ
リンダ6bのピストン13bを左へ動かす。
【0018】実施例2 請求項2の発明を図3〜図5に示す実施例に基づいて説
明する。実施例1と異なる点は、一対の補助空気圧シリ
ンダを省略し、代りに複動形の空気圧シリンダ4の主ピ
ストン8aに対向して補助ピストン24を設けたことに
ある。すなわち、図1と同じ構成の空気圧シリンダ4の
空気室5a側に補助ピストン24を設け、そのピストン
ロッド25に設けたラック27aとモータ29の回転軸
に設けたピニオン27bを噛み合わせてなる駆動装置2
6を設け、スイッチ28を介して制御器19に電気的に
接続する。
【0019】この装置により車体を左側へ傾斜させる場
合を図4に基づいて説明する。まず、駆動装置10を作
動して主ピストン8aを右に動かし空気ばね3aを圧縮
し、空気ばね3bを伸長して車体を傾斜させ、空気ばね
3aの圧縮量が限界に近づいたとき駆動装置26を作動
して補助ピストン24を主ピストン8aとほぼ同速度で
右へ動かし、空気ばね3aの圧縮限度を維持しながら左
側の空気ばね3bの伸長を続ける。
【0020】逆に車体を右側へ傾斜させる場合を図5に
基づいて説明する。まず駆動装置10を作動して主ピス
トン8aを左に動かし空気ばね3aを伸長し、空気ばね
3bを圧縮して車体を傾斜させ、空気ばね3bの圧縮量
が限界に近づいたとき主ピストン8aの動きを止め、駆
動装置26を作動して補助ピストン24を右に動かし、
空気ばね3aの伸長を続ける。
【0021】
【発明の効果】この発明は、空気ばね付き鉄道車両の車
体を左右側へ傾斜させる際、空気ばねの圧縮空気を消費
することなく、かつ左右空気ばねの高さを個別に調整し
て傾斜させることができる。また、左右空気ばね高さの
圧縮量と伸長量が等しくない車体傾斜をさせることによ
り、空気ばねの圧縮量を小さく伸長量を大きくできるた
め、車両の床下機器が車両限界を外れるのを防止でき
る。さらに、空気ばねの取り付け高さを高くする必要が
ないので空気ばねの取り付け空間を節減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の実施例を示す説明図である。
【図2】図1の装置により車体を左に傾斜させた場合の
動作説明図である。
【図3】請求項2の発明の実施例を示す説明図である。
【図4】図3の装置により車体を左に傾斜させた場合の
動作説明図である。
【図5】図3の装置により車体を右に傾斜させた場合の
動作説明図である。
【図6】従来の鉄道車両の車体傾斜装置の一例を示す説
明図である。
【図7】従来の鉄道車両の車体傾斜装置の他の例を示す
説明図である。
【符号の説明】
1 車体 2 台車 3a,3b 空気ばね 4 空気圧シリンダ 5a,5b 空気室 6a,6b 補助空気圧シリンダ 7a,7b 空気室 8 ピストン 8a 主ピストン 9 ピストンロッド 10 駆動装置 11a ラック 11b ピニオン 12 モータ 13a,13b ピストン 14 ピストンロッド 15a,15b 駆動装置 16a ラック 16b ピニオン 17 モータ 18 高さ検出器 19 制御器 20 スイッチ 21a,21b スイッチ 22a,22b,23a,23b 配管 24 ピストン 25 ピストンロッド 26 駆動装置 27a ラック 27b ピニオン 28 スイッチ 29 モータ 30 空気源 31a,31b 切替え弁 32a,32b 配管

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気ばね付き鉄道車両の左右側の空気ば
    ね3a、3bと台車に設けた複動形の空気圧シリンダの
    左右側の空気室5a、5bとを配管によりそれぞれ接続
    し、該空気圧シリンダのピストンロッドに駆動装置を設
    け、シリンダの作動により車体傾斜を行う装置におい
    て、台車に設けた一対の補助空気圧シリンダのそれぞれ
    の空気室7a、7bを上記空気圧シリンダの空気室5
    a、5bに配管により接続し、かつピストンロッドに駆
    動装置を設け、制御器からの制御信号により空気圧シリ
    ンダおよび一対の補助空気圧シリンダの各駆動装置を個
    別に作動するように構成し、左右空気ばね高さを個別に
    調整できることを特徴とする空気ばね付き鉄道車両の車
    体傾斜装置。
  2. 【請求項2】 空気ばね付き鉄道車両の左右側の空気ば
    ね3a、3bと台車に設けた複動形の空気圧シリンダの
    左右側の空気室5a、5bとを配管によりそれぞれ接続
    し、該空気圧シリンダのピストンロッドに駆動装置を設
    け、シリンダの作動により車体傾斜を行う装置におい
    て、上記空気圧シリンダの主ピストンに対向してピスト
    ンロッドに駆動装置を有する補助ピストンを設け、制御
    器からの制御信号により上記各駆動装置を個別に作動す
    るように設け、車体を空気ばね3a側へ傾ける際は、主
    ピストンが空気ばね3b側へ移動し、空気ばね3aがほ
    ぼ限界まで圧縮した時点で補助ピストンがほぼ同速度で
    主ピストンに追従移動し、車体を空気ばね3b側へ傾け
    る際は、空気ばね3bがほぼ限界まで圧縮した時点で主
    ピストンを停止し、補助ピストンを空気ばね3b側へ移
    動させるよう構成して、左右空気ばね高さを個別に調整
    できることを特徴とする空気ばね付き鉄道車両の車体傾
    斜装置。
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