JP2717242B2 - 鉄道車両の揺れ防止装置 - Google Patents
鉄道車両の揺れ防止装置Info
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Description
に関する。さらに詳しくは、構成が簡素化されてなる鉄
道車両の揺れ防止装置に関する。
現するために車両の高速化が図られている。この車両の
高速化は、車両の軽量化とも相俟って走行時における車
両の揺れの増大をもたらし、その結果、乗り心地の悪化
を招来している。そのため、従来より車体と台車との間
に揺れ防止装置を設けて、台車に揺れが生じた場合に
は、その揺れを相殺するように車体を移動することがな
されている。いわゆる車両のアクティブ振動抑制方法が
採用されている。
いる振動抑制装置100には、油圧や空気圧などの流体
圧が駆動源として用いられている。例えば、図10に示
すように、車体Sと台車Dとの間に一対の油圧シリンダ
110R,110Lが、車両Sの中心軸に対称に、かつ
ピストンロッド111を外方に向けて配置され、そして
各油圧シリンダ110R,110Lの底部110aは車
体Sの底部に設けられた中心ピンPに固定され、一方ピ
ストンロッド111の先端111aは台車Dの上面に設
けられた接続部材dに接合されている。また、この油圧
シリンダ110には、ピストン112を動作させるため
の圧油用および戻り油用の油圧配管120が接続されて
いる。そして、例えば、図10中、左方向に台車Dが揺
れた場合には、図10中、左側の油圧シリンダ110L
には、この油圧配管120からピストンロッド111が
進出するように圧油および戻り油の調整がなされ、図1
0中、右側の油圧シリンダ110Rには、この油圧配管
120からピストンロッド111が退入するように圧油
および戻り油の調整がなされる。
制装置100は、油圧などの流体圧を駆動源として用い
ているために、油圧シリンダ110などの流体アクチュ
エータ、ならびにこの油圧シリンダ110などの流体ア
クチュエータに油などの作動媒体を供給するための油圧
ポンプ131などの作動媒体供給装置130、およびそ
れに付随する配管設備120などが必要となる。さら
に、この配管設備120には、油圧ポンプ131から吐
出された油量の一部を油タンク133に戻して供給圧力
を所定圧とするためのリリーフ弁121を備えた逃がし
配管122が設けられている。また、この油圧ポンプ1
31を駆動している電動機132には、3相交流誘導電
動機が用いられている関係上、油圧ポンプ131からは
常に最大油量が吐出されている。その結果、常時相当量
の油が油圧ポンプ131と油タンク133との間を循環
することになる。そこで、この循環による油温の上昇を
避けるために配管120に空冷式冷却装置(図示省略)
が設けられている。それに加えて、この配管120に
は、サーボ弁123の開閉などに伴う配管120内の圧
力変動を吸収するためのアキュムレータ設備124も設
けられている。
置100は部品点数が多く、その構成が複雑かつ大型な
ものにならざるを得ないという問題がある。また、それ
により当然のことながら、車両Tの重量増加も招来し、
車両Tの軽量化を阻害するという問題もある。さらに、
油圧を用いた場合、配管設備120から油が漏れたとき
は、火災の原因やブレーキの不良の原因となるという問
題もある。それに加えて、配管設備120はその保守が
煩雑であるという問題もある。
しては、特開平5ー221315号公報および特開平5
ー213196号公報に提案がなされているが、作動媒
体の変更を含む駆動源の変更による装置の改善について
の提案はなされていない。
術の課題に鑑みなされたものであって、流体圧を利用す
ることなく車体の揺れが防止できる車両の揺れ防止装置
を提供することを目的とする。
駆動される動作部を有する揺れ防止手段と、前記電動機
を駆動する電動機駆動手段と、前記電動機駆動手段を制
御する制御手段とを備え、前記制御手段に車体加速度指
令値および車体振動加速度が入力され、同制御手段によ
り入力された前記車体加速度指令値および車体振動加速
度に基づいて前記電動機駆動手段への指令値が生成され
ることを特徴とする鉄道車両の揺れ防止装置に関する。
防止装置の第1態様は、車体下面の適宜位置に配設され
た電動機により駆動されるウインチと、車体を台車が振
動している方向と反対方向に移動させるように車体と台
車間に掛け渡されている前記ウインチに基端部が係止さ
れているワイヤと、前記電動機を駆動する電動機駆動手
段と、前記電動機駆動手段を制御する制御手段とを備
え、前記制御手段に車体加速度指令値および車体振動加
速度が入力され、同制御手段により前記入力された前記
車体加速度指令値および車体振動加速度に基づいて前記
電動機駆動手段への指令値が生成されることを特徴とす
る。
様においては、前記ウインチの個数が2台とされ、同各
ウインチに基端部が係止されているワイヤの先端部が、
車体を台車が振動している方向と反対方向に協働して移
動させるように車体と台車間に掛け渡されていてもよ
く、あるいは前記ウインチの個数が1台とされ、同ウイ
ンチに基端部が係止されているワイヤが、車体を台車が
振動している方向と反対方向に移動させるように車体と
台車間に掛け渡された後、その先端部が同ウインチに係
止されてもよい。この後者においては、前記ワイヤに緩
衝部が形成されてなるのが好ましい。
様は、車体下面に配設されている電動機と、前記電動機
に接合されているボールねじと、前記ボールねじと螺合
している台車上面に配設されているめねじ体と、前記電
動機を駆動する電動機駆動手段と、前記電動機駆動手段
を制御する制御手段とを備え、前記制御手段に車体加速
度指令値および車体振動加速度が入力され、同制御手段
により入力された前記車体加速度指令値および車体振動
加速度に基づいて前記電動機駆動手段への指令値が生成
されることを特徴とする。
態様においては、前記電動機および/またはめねじ体
が、フレキシブルジョイントなどの可撓性を有する支持
体を介して車体および/または台車に配設されているの
が好ましい。
常はゼロとされている)および車体に設けられた加速度
計から、車体振動加速度信号が入力される。演算処理部
において、入力された車体加速度指令値および車体振動
加速度信号からその偏差が算出され、ついでその偏差に
基づいて電動機駆動手段への指令値が生成される。電動
機駆動手段は、入力された指令値に基づいて電動機をト
ルク制御または回転数制御する。それにより、この電動
機と接合されているウインチまたはボールねじが駆動さ
れて、車体が台車の振動を相殺する方向に移動させられ
る。
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
下、単に防止装置という)の概略図を図1および図2に
示し、同防止装置Aは、流体圧を駆動源とすることな
く、電動機により駆動される動作部を有する揺れ防止手
段1と、この電動機を駆動する電動機駆動手段2と、こ
の電動機駆動手段2を制御する制御手段3とを主要部と
してなる。そして、揺れ防止手段1は車体Sと台車Dの
間に配設され、また制御手段3は車体Sに配設されてい
る。
により駆動される動作部を有する揺れ防止手段1は、具
体的には、ウインチ12を電動機11で駆動するように
したものを台車Dと車体Sとの間の中央部に2組配設し
たものとされ、そして電動機11およびウインチ12は
車体Sの床裏面に適宜手段により固定され、また図2
中、右側のウインチ12Rに巻き付けられているワイヤ
13の端13aは台車Dの右側端DRに固定され、図2
中、左側のウインチ12Lに巻き付けられているワイヤ
13の端13aは台車Dの左側端DLに固定されてい
る。
1としては、ブラシレスサーボモータ、ベクトル制御形
誘導モータなどの電動機を用いることができる。また、
電動機11はウインチ12に直結されるのが、電源が遮
断して電動機11を駆動することができない際に電動機
11がロックされた結果、台車Dの大きな振動が車体S
に伝わり、ワイヤ13に過剰な力が加わったりすること
がないという点から好ましい。しかしながら、電動機1
1のみでは所要トルクが得られないときには、減速機を
介してウインチ12に接続されてもよい。その場合、減
速機とウインチ12との間にクラッチが介装されるのが
好ましい。このようにすることで、電源が遮断して電動
機11を駆動することができない場合にも、クラッチを
切ることにより電動機11のロックによってワイヤ13
に過剰な力が加わることが防止できる。ただし、減速機
の減速比が小さく電動機11がロックする可能性がない
ときには、たとえ電動機11とウインチ12とが減速機
を介して連結されていてもクラッチは設けられなくても
よい。
の揺れ防止は次のようにしてなされる。例えば、台車D
が図2中、左方向に揺れたとすると、図2中、左側のウ
インチ12Lのワイヤ13が伸ばされ、逆に図2中、右
側のウインチ12Rのワイヤ13が巻き上げられて、車
体Sが台車Dの揺れを相殺する方向に移動される。
からのトルク指令値または回転角速度指令値にしたがっ
て、電動機11を駆動するための駆動電圧および駆動電
流などを生成するものであり、具体的には電気回路また
は電子回路よりなるものである。そして、その具体的構
成は、用いられる電動機11の種類に応じて、公知の電
気回路または電子回路を適宜選定・組み合わすことによ
りなされる。
2と出力部33とからなり、入力部31には車体Sの加
速度指令値(通常はゼロとされている)および車体Sに
設けられている加速度計301からの加速度信号が入力
され、演算処理部32により加速度指令値と入力された
加速度信号との偏差を用いて演算されたトルク指令値あ
るいは回転角速度指令値が算出され、そして出力部33
からこの算出された指令値が、前記電動機駆動手段2に
入力される。また、この演算処理部32に用いられる伝
達関数H(s)は、前記偏差からトルク指令値を出力す
る場合には、例えば下記式1により表される。
る。
例えば、CPUを中心としてRAM、ROM、入出力イ
ンターフェースなどを備えてなるコンピュータにより構
成される。
作をまとめて示す。
けられている加速度計301からその加速度の大きさお
よび方向など(以下、加速度信号)が制御手段3の入力
部31に入力される。
同様に入力部31に入力された加速度指令値とともに演
算処理部32に送られる。なお、この加速度指令値は、
前述したように、通常はゼロとされている。
指令値と加速度信号との偏差が求められ、ついでその偏
差を用いて演算されたトルク指令値あるいは回転角速度
指令値が算出されて、出力部33に送られる。
値あるいは回転角速度指令値が各電動機駆動手段2,2
に出力される。
トルク指令値あるいは回転角速度指令値に対応した駆動
電流および駆動電圧が生成されて、自己の担当する電動
機11に入力される。
圧あるいは駆動電流により駆動されて、ウインチ12,
12を動作してワイヤ13,13を巻き上げたりあるい
は伸ばしたりする。
ウインチ12R,12Lを車体S下方中央部に配置する
とともに、それぞれに巻き付けられているワイヤ13,
13を台車Dの各側端DR,DLに固定し、そしてウイン
チ12R,12Lを電動機11により車体Sの揺れを相
殺するように駆動しているので、乗り心地を向上でき
る。また、ウインチ12を電動機11により駆動してい
るので、従来の油圧等の流体圧を利用した防止装置10
0における配管設備120を不要とできる。そのため、
構成の簡素化、車両Tの軽量化および保守の簡素化を図
ることができる。
中央に配置し、ワイヤ13の先端13aを台車Dの側端
に固定するようにしたが、ウインチ12とワイヤ13の
配置は前記に限定されるものではなく、図3ないし図7
に示すようにされてもよい。なお、それらの配置につい
て以下に簡単に説明する。
に配置するとともに、ワイヤ13の先端13aを台車D
中央部に垂設した接合部材D1に接合してなるものであ
る。
Dの両側下方に配置するとともに、ワイヤ13の先端1
3aをそれが巻き付けられているウインチ12R(12
L)が配置されてる側とは反対側の側端部DL(DR)に
接合してなるものである。いわゆるタスキがけとしてな
るものである。
両側下方に配置するとともに、ワイヤ13の先端13a
を台車D中央部の上方に設けられた滑車14,14を介
して台車D中央部上面に接合してなるものである。
S中央部下方に配置するとともに、ワイヤ13の先端1
3aをウインチ12R(12L)の下方に設けた滑車1
4を介して台車Dの側端部DR(DL)に垂設された接合
部材D2(D2)に接合してなるものである。
両側下方に配置するとともに、ワイヤ13,13の先端
13a,13aを車体S中央部下方に設けられた滑車1
4,14および台車D中央部上方に設けられた滑車1
4,14を介して台車D側端部DR,DLに垂設された接
合部材D2,D2に接合してなるものである。
に示し、この実施例2は実施例1を改変したものであっ
て、1台のウインチ12により防止装置Aを構成してな
るものである。より具体的には、車体S中央部下方にウ
インチ12を配置し、そしてワイヤ13を車体S側端部
下方に設けられた滑車14,14、およびその下方にお
いて台車Dに設けられた滑車14,14を介して一巡さ
せてなるものである。ここで、図8に示すように、車体
S下方に位置するワイヤ13の途中を一対の滑車15,
15で押さえ、そしてその間に起立したループ13bを
形成し、さらにそのループ13bの頂部をバネ16によ
り懸垂された滑車17に保持させることにより、そのル
ープ13bに常に引上げ力が作用するようにされてい
る。そのため、ループ13bにフレキシビィリティが生
じ、車体Sが動揺した場合においてもループ13bの高
さが自動的に調整されて、ワイヤ13に無理がかかるこ
とがなくなり、ワイヤ13が車体Sの動揺により破断す
るおそれがなくなる。すなわち、ワイヤ13に緩衝部1
8が形成されて、ワイヤ13に弾力性が付与されてい
る。
れているので、その構成の詳細な説明は省略する。
ンチ12を所定方向に回転させるだけで、車体Sを台車
Dの移動方向と反対方向に移動させることができる。そ
のため、実施例1よりも簡素な構成により車体Sの揺れ
を防止できる。
に示し、この実施例3は実施例2を改変したものであっ
て、ウインチ12に代えてボールねじ41を用いて車体
Sを台車Dの揺れと反対方向に移動させるようにしてな
るものである。より具体的には、台車Dと車体Sとの間
に、進行方向と直角方向(図9中、左右方向)にボール
ねじ41を配設して、その基端部41aを電動機42の
駆動軸(明瞭には図示されていない)に接続し、その中
間部にめねじ体43を螺着してなるものである。そし
て、ボールねじ41を駆動する電動機42は、可撓性を
有する支持体、例えばフレキシブルジョイント44を介
して車体Sの床裏面に設置され、まためねじ体43は可
撓性を有する支持体、例えばフレキシブルジョイント4
5を介して台車Dの上面に設置されている。
れているので、その構成の詳細な説明は省略する。
2を回転させることによってめねじ体43を左右に移動
させて、車体Sを台車Dの移動方向と反対方向に移動さ
せることができる。そのため、実施例1よりも簡素な構
成により車体Sの揺れを防止できる。
きたが、本発明はかかる実施例のみに限定されるもので
はなく、種々改変が可能である。例えば、本実施例にお
いては車両の進行方向に直角方向の揺れの防止を例に取
り説明してきたが、ワイヤの張り方やボールねじの配置
を適宜調整することにより車両の進行方向の揺れや上下
方向の揺れも防止できる。
圧などの流体圧を用いることなく、車両の揺れを防止で
きるので、車両の揺れ防止装置の構成を簡素化できると
ともに、応答性が向上するという優れた効果が得られ
る。また、装置が簡素化させることにより車両の重量増
加を抑制でき、車両の軽量化を促進できるという効果も
得られる。さらに、配管設備がないので装置の保守が簡
素化されるという効果も得られる。
ロック図である。
ヤ配置の他の例の説明図である。
イヤ配置のさらに他の例の説明図である。
イヤ配置のさらに他の例の説明図である。
イヤ配置のさらに他の例の説明図である。
イヤ配置のさらに他の例の説明図である。
略図である。
略図である。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 車体下面の適宜位置に配設された電動機
により駆動される2台のウインチと、前記ウインチに基
端部が係止されているワイヤと、前記電動機を駆動する
電動機駆動手段と、前記電動機駆動手段を制御する制御
手段とを備え、 前記制御手段に車体加速度指令値および車体振動加速度
が入力され、同制御手段により入力された前記車体加速
度指令値および車体振動加速度に基づいて前記電動機駆
動手段への指令値が生成され、 前記各ウインチに基端部が係止されている各ワイヤの先
端部が、車体を台車が振動している方向と反対方向に協
働して移動させるように車体と台車間に掛け渡されてい
る ことを特徴とする鉄道車両の揺れ防止装置。 - 【請求項2】 車体下面の適宜位置に配設された電動機
により駆動される1台のウインチと、前記ウインチに基
端部が係止されているワイヤと、前記電動機を駆動する
電動機駆動手段と、前記電動機駆動手段を制御する制御
手段とを備え、 前記制御手段に車体加速度指令値および車体振動加速度
が入力され、同制御手段により入力された前記車体加速
度指令値および車体振動加速度に基づいて前記電動機駆
動手段への指令値が生成され、 前記 ウインチに基端部が係止されているワイヤが、車体
を台車が振動している方向と反対方向に移動させるよう
に車体と台車間に掛け渡された後、その先端部が同ウイ
ンチに係止されることを特徴とする鉄道車両の揺れ防止
装置。 - 【請求項3】 前記ワイヤに緩衝部が形成されてなるこ
とを特徴とする請求項2記載の鉄道車両の揺れ防止装
置。 - 【請求項4】 車体下面に配設されている電動機と、前
記電動機に接合されているボールねじと、前記ボールね
じと螺合している台車上面に配設されているめねじ体
と、前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、前記電動
機駆動手段を制御する制御手段とを備え、 前記制御手段に車体加速度指令値および車体振動加速度
が入力され、同制御手段により入力された前記車体加速
度指令値および車体振動加速度に基づいて前記電動機駆
動手段への指令値が生成されることを特徴とする鉄道車
両の揺れ防止装置。 - 【請求項5】 前記電動機および/またはめねじ体が、
フレキシブルジョイントなどの可撓性を有する支持体を
して車体および/または台車に配設されていることを特
徴とする請求項4記載の鉄道車両の揺れ防止装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7086287A JP2717242B2 (ja) | 1995-03-18 | 1995-03-18 | 鉄道車両の揺れ防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7086287A JP2717242B2 (ja) | 1995-03-18 | 1995-03-18 | 鉄道車両の揺れ防止装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08253145A JPH08253145A (ja) | 1996-10-01 |
JP2717242B2 true JP2717242B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=13882628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7086287A Expired - Fee Related JP2717242B2 (ja) | 1995-03-18 | 1995-03-18 | 鉄道車両の揺れ防止装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2717242B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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JPH0781561A (ja) * | 1993-09-17 | 1995-03-28 | Tokico Ltd | 車両用制振装置 |
JPH0781563A (ja) * | 1993-09-17 | 1995-03-28 | Tokico Ltd | 車両用制振装置 |
-
1995
- 1995-03-18 JP JP7086287A patent/JP2717242B2/ja not_active Expired - Fee Related
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