JP2820857B2 - 鉄道車両用油圧式車体傾斜装置 - Google Patents

鉄道車両用油圧式車体傾斜装置

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JP2820857B2 JP5092183A JP9218393A JP2820857B2 JP 2820857 B2 JP2820857 B2 JP 2820857B2 JP 5092183 A JP5092183 A JP 5092183A JP 9218393 A JP9218393 A JP 9218393A JP 2820857 B2 JP2820857 B2 JP 2820857B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両の台車に係
り、曲線走行時の遠心加速度による乗心地の悪化を防
ぎ、かつ、曲線状の軌道の入口・出口の緩和曲線部にお
いて車体傾斜時の乗心地を向上するための、鉄道車両用
油圧式車体傾斜装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の鉄道車両用車体傾斜装置付台車の
例を図5、図6により説明する。図5は、例えば、「特
開平4−90962号(特願平2−206399号)」
のプランジャ式車体傾斜装置付台車の略正面図であり、
図6は、車体を傾斜させるアクチュエータに高圧の作動
油を給排する油圧回路図である。
【0003】図5において、車体1は、輪軸7に支持さ
れた台車枠6に固定した左右一対の上下動案内機構と油
圧アクチュエータ5を介して空気ばね2で支持されてい
る。軌道中の曲線部において、車体傾斜指令により図6
に示すシャットオフ弁16、流量方向制御弁17が開閉
すると、高圧の作動油が左右の油圧アクチュエータ5に
給排され、その油圧アクチュエータ5が上下動案内機構
に案内されてそれぞれ伸び縮みすることにより、車体1
が曲線の半径方向内側へ所定の角度傾斜するようになっ
ている。
【0004】このプランジャ式車体傾斜装置は、左右一
対の油圧アクチュエータ5により車体1を支持すると共
に車体傾斜を行わせる構造にしているため、コロ式車体
傾斜装置に較べて振子梁などが省略でき装置が簡略化さ
れるが、図6の油圧システム構成では、車体の支持と傾
斜のために車体傾斜指令により、油圧アクチュエータ5
に高圧の作動油を直接給排する必要があり、常に、高圧
の作動油を油圧ユニット13と油圧アクチュエータ5の
間に循環させるので、油圧ユニット13の油圧ポンプ、
油圧タンク、シャットオフ弁16、流量方向制御弁17
などの容量が非常に大きくなるという問題点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来のプラン
ジャ式車体傾斜装置では、前述したように油圧アクチュ
エータで車体を支持しながら、油圧源の高圧の作動油を
制御弁を介して一台車の左右の油圧アクチュエータに直
接給排することにより、車体を傾斜させるため油圧ポン
プや制御弁など油圧源の容量が非常に大きくなる点が問
題であった。
【0006】その一方、既に実用化されているコロ式車
体傾斜装置では、車体を支持する振子梁が必要であり、
また、コロ装置の防塵機構が複雑になるため、装置を小
形・軽量化することが難しい等の問題点があった。本発
明の油圧式車体傾斜装置では、こうしたコロ式の装置の
小形・軽量化が難しい、あるいは、プランジャ式の駆動
用の油圧回路の容量が大きくなるなどの従来方式の問題
点を解決するため、車体傾斜機構はプランジャ式車体傾
斜装置を基本にして車体傾斜用の油圧回路を工夫するこ
とにより、コロ式の装置の課題であった車体傾斜用振子
梁や防塵機構を省略し、プランジャ式の課題であった油
圧装置の容量を極力小さくした。
【0007】すなわち、本発明は、従来に比べて車体を
傾斜させるための車体支持用の梁を省略して、車体傾斜
機構を軽量化すると共に車体傾斜装置の防塵機構を簡略
化して、安価に製造可能な鉄道車両用油圧式車体傾斜装
置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、車体傾斜機構としては、コロ式の振子梁
を省略するため、プランジャ式車体傾斜装置を基本にし
て車体を傾斜案内するガイドを設け、また、プランジャ
式の駆動用油圧装置の容量が大きくなるのを防ぐため、
車体を支持・傾斜させる油圧回路を封じ切り、このクロ
ーズした油圧回路で、例えば、コロ式の振子梁とコロ装
置に相当する車体傾斜機構として代用させるようにして
課題の解決を図るものである。
【0009】すなわち、一台車の左右のアクチュエータ
に接続した油圧配管の他端を、受圧面積の等しい両ロッ
ド型複動シリンダのピストン両側の油圧室に連結して、
クローズした油圧回路を構成し、前記両ロッド型複動シ
リンダのピストンロッドを油圧シリンダまたは電動機と
歯車機構などから成る電動アクチュエータで駆動して、
そのストロークを制御することにより、車体を左右に傾
斜させるようにする。
【0010】この方式では、車体を支持する油圧回路を
車体の高さ調整後は封じ切りにするため、高圧の作動油
の給排が少なく、また、車体重心の上下動が少ないた
め、この両ロッド型複動シリンダのピストンを駆動する
力は小さくて済み、車体傾斜制御用の油圧装置の容量を
小さくすることが可能となる。また、この装置では、停
車中や直線走行中に車体の高さや車体の傾きを検知し
て、アクチュエータに接続した油圧配管の作動油を給排
することにより、停車中や直線走行中の車体の高さや傾
きを常に正常に保持するようにするが、車体高さ検知装
置がフェイルしても、車体の高さが異常にならないよう
に傾斜制御用油圧アクチュエータの一定ストローク位置
に油圧逃し回路を設けている。
【0011】
【実施例】次に、本発明による車体傾斜装置付台車の一
実施例を図1、図2、図3および図4により説明する。
図1は本発明の油圧式車体傾斜装置を採用したボルスタ
レス台車付鉄道車両の正面図、図2は図1に示すボルス
タレス台車付車両の側面図、図3は図1の車体傾斜装置
のまくらばね支持架台を上下方向に案内するガイド機構
および該まくらばね支持架台を上下動させる傾斜制御用
油圧アクチュエータの断面図である。
【0012】また、図4は一台車の左右一対の傾斜制御
用油圧アクチュエータを油圧配管で受圧面積の等しい両
ロッド型複動シリンダのピストン両側の油圧室に連結し
た油圧式車体傾斜案内機構と該油圧式車体傾斜案内機構
により車体を傾斜させるため両ロッド型複動シリンダの
ロッドの位置を制御する油圧式駆動機構および車体を傾
くことなく、正常な高さに保つため一台車の左右の傾斜
制御用油圧アクチュエータの高さを検知して高さ調整す
る油圧回路を示す。これらの図において、図5および図
6に示した従来例と同一符号の部分は同一部材を表す。
【0013】本発明の車体傾斜機構は、図1、図2、図
3に示すように輪軸7に支持された台車枠6と車体1と
の間に配置されたまくらばねの補助空気室を兼ねたまく
らばね支持架台3、該まくらばね支持架台3を前後・左
右方向にはガタが無く、上下方向に案内する左右一対の
ガイド機構4、4a、前記まくらばね支持架台3を上下
動させる車体の支持および傾斜制御用油圧アクチュエー
タ5、図4に詳細に示す左右一対の車体の支持および傾
斜制御用油圧アクチュエータ5を連結している油圧閉回
路、この油圧閉回路中に配置された両ロッド型複動シリ
ンダ9(図4参照)、この両ロッド型複動シリンダ9の
ピストン・ロッドのストロークを制御する駆動シリンダ
10(図4参照)、該駆動シリンダ10を制御する油圧
回路11(図4参照)、車体の支持および傾斜制御用油
圧アクチュエータ5で支持した車体1の高さを調整する
油圧回路12(図4参照)から成る。
【0014】まくらばね支持架台3を上下方向に案内す
るガイド機構4の詳細は、図3に示すように、該まくら
ばね支持架台3に固定されたガイドレールと、支持架台
3に固定したベアリングブロックとから成る直線ベアリ
ングガイド機構4aを採用している。車体の支持および
傾斜制御用油圧アクチュエータ5は、その下端が台車枠
6に固定され、上端がまくらばね支持架台3を均等に押
し当てるように球面状となっており、シリンダの下端に
油圧の給排用ポートを、一定ストローク位置に油圧逃し
回路用ポートを設けている。また、車体の支持および傾
斜制御用油圧アクチュエータ5には、ピストンのストロ
ーク(即ち、高さ)を検知するセンサーを設けている。
【0015】一台車の左右一対の車体の支持および傾斜
制御用油圧アクチュエータ5は、図4に示すように、油
圧配管で受圧面積の等しい両ロッド型複動シリンダ9の
ピストン両側の油圧室に連結されており、この車体の支
持および傾斜制御用油圧アクチュエータ5〜油圧配管〜
両ロッド型複動シリンダ9の油圧閉回路が油圧による車
体傾斜機構を構成している。
【0016】例えば、両ロッド型複動シリンダ9のピス
トンを駆動シリンダ10で右側にストロークさせると、
この油圧閉回路で連結された右方の車体の支持および傾
斜制御用油圧アクチュエータ5のピストンは上昇し、左
方の車体の支持および傾斜制御用油圧アクチュエータ5
のピストンは同量下降するため車体1が傾斜する。この
車体1の傾斜状態をストローク・センサーにより検知
し、流量制御弁18に指令を与えて所定の角度に車体傾
斜を行わせる。
【0017】曲線走行中以外は、シャットオフ弁16に
より駆動シリンダ10の油圧回路11を閉回路とし、車
体1を中立位置に保持する。なお、両ロッド型複動シリ
ンダ9のピストン・ストロークを制御する方法として、
図4では油圧駆動シリンダ方式としているが、他に、電
動機と歯車装置による駆動方式や空気圧シリンダによる
駆動方式などがある。
【0018】車体の支持および傾斜制御用油圧アクチュ
エータ5〜油圧配管〜両ロッド型複動シリンダ9の油圧
回路中の油圧が走行中に漏れる可能性がある。油圧が漏
れると車体1が下降したり、傾くため、停止中および直
線走行時に、両ロッド型複動シリンダ9のピストンを駆
動シリンダ10で中立位置にした後、一台車の左右一対
の車体の支持および傾斜制御用油圧アクチュエータ5に
付加した車体高さ検知機構14により車体1の高さと傾
きを検知し、車体の支持および傾斜制御用油圧アクチュ
エータ5と両ロッド型複動シリンダ9の両油圧室とを、
連結する2系統の油圧回路に19a、19b、19c、
19dのシャットオフ弁を開閉して作動油を給排するこ
とにより、常に、車体1の高さを正常に保つと共に車体
が傾くことを防ぐようにしている。
【0019】また、車体の支持および傾斜制御用油圧ア
クチュエータ5の高さ方向の一定ストローク位置に油圧
逃し回路15を設けており、傾斜制御用油圧アクチュエ
ータ5の制御がフェールした場合にも、車体の支持およ
び傾斜制御用油圧アクチュエータ5が暴走して車体1を
転倒させることが無いようにしている。
【0020】
【発明の効果】曲線を高速で走行する場合、乗客が感じ
る左右定常加速度を小さくするため、車体を曲線の内側
に傾斜させることが行われている。この車体を曲線で傾
斜させる方法として、これまで、コロ式、リンク式、プ
ランジャ式などが実用化されたり、研究されている。し
かし、いずれも車体を支持する梁を必要としたり、車体
傾斜制御用の油圧装置の容量が大きくなるため、小形・
軽量の車体傾斜機構の開発が必要であった。本発明で
は、実施例において詳細に説明したように、車体を支持
・傾斜させる油圧回路を封じ切り、このクローズした油
圧回路で車体傾斜機構を代用させるようにして、コロ式
の場合の車体支持用の振子梁を省略し、また、プランジ
ャ式の場合のように駆動用油圧回路の容量が大きくなら
ないようにしている。また、車体重心の上下動が少ない
ため車体傾斜のための制御力も小さくて済むように工夫
しており、ニーズに合わせて小形・軽量化することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の油圧式車体傾斜装置の実施例で、該油
圧式車体傾斜装置を装架したボルスタレス台車付鉄道車
両の正面図である。
【図2】本発明の油圧式車体傾斜装置を装架したボルス
タレス台車付鉄道車両の側面図である。
【図3】本発明の油圧式車体傾斜装置のまくらばね支持
架台を上下方向に案内するガイド機構および該まくらば
ね支持架台を上下動させる傾斜制御用油圧アクチュエー
タの断面図である。
【図4】本発明の一台車の左右一対の傾斜制御用油圧ア
クチュエータを連結した油圧式車体傾斜案内機構と該油
圧式車体傾斜案内機構により車体を傾斜させるため両ロ
ッド型複動シリンダのロッドの位置を制御する油圧式駆
動機構および車体の高さ調整をする油圧回路図である。
【図5】従来のプランジャ式車体傾斜装置を装架したボ
ルスタレス台車付鉄道車両の正面図である。
【図6】従来のプランジャ式車体傾斜装置における車体
傾斜を行わせるための油圧回路図である。
【符号の説明】
1 車体 2 まくらばね(空気ばね) 3 まくらばね支持架台 4 まくらばね支持架台のガイド機構 4a 直線ベアリングガイド機構 5 車体の支持および傾斜制御用油圧アクチュエータ 6 台車枠 7 輪軸 8 車体傾斜中心 9 両ロッド型複動シリンダ 10 駆動シリンダ 11 駆動シリンダを制御する油圧回路 12 車体の高さを調整する油圧回路 13 油圧ユニット 14 車体高さ検知機構 15 油圧逃し回路 16,19a,19b,19c,19d シャットオ
フ弁 17 流量方向制御弁 18 流量制御弁
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−14762(JP,A) 特開 昭58−110368(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B61F 5/10 B61F 5/22

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 輪軸に支持された台車枠と車体を支持す
    るまくらばねとの間に配置され、油圧によって車体を支
    持するとともに、これを傾斜させる油圧式車体傾斜装置
    において、(a) まくらばね(2)の補助空気室を兼ねたまくらば
    ね支持架台(3)と(b) 台車枠(6)上に配置され前記まくらばね支持架
    (3)を上下動方向に案内する左右一対のガイド機構
    (4)と(c)前記 まくらばね支持架台(3)前記台車枠
    (6)との間に配置され前記まくらばね支持架台(3)
    を上下動させる左右一対の車体の支持および傾斜制御用
    油圧アクチュエータ(5)と(d)該左右一対の車体の支持および傾斜制御用油圧ア
    クチュエータ(5)に油圧配管により連結されている
    圧面積等しい両ロッド型複動シリンダ(9)のピスト
    ンの両側に形成される油圧室と、 (e) 前記両ロッド型複動シリンダ(9)のピストンロ
    ッドのストロークを制御する駆動シリンダ(10)と、(f)前記両ロッド型複動シリンダ(9)の両油圧室に
    油圧配管により連結され車体の高さを調整可能な油圧回
    路(12)と、 (g)前記駆動シリンダ(10)に油圧配管により連結
    されて前記駆動シリンダ(10)を駆動して車体の傾斜
    を調整可能な油圧回路(11)と、 (h)車体の高さを調整可能な油圧回路(12)と車体
    の傾斜を調整可能な油圧回路(11)に連結される油圧
    ユニット(13)とを具備する ことを特徴とする鉄道車
    両用油圧式車体傾斜装置。
  2. 【請求項2】 車両が停止中、あるいは、直線走行時に
    一台車の左右一対の車体の支持および傾斜制御用油圧ア
    クチュエータ(5)に取り付けた車体の高さおよび傾き
    を検知する高さ検知機構(14)を備え、該高さ検知機
    (14)により車体の高さと傾きを検知して、前記車
    体の支持および傾斜制御用油圧アクチュエータ(5)
    両ロッド型複動シリンダ(9)の両油圧室とを連結する
    2系統の油圧回路に作動油を給排することにより、車両
    停止中、直線走行中は、車体が傾くことなく、かつ、
    正常な高さを保つように構成したことを特徴とする請求
    項1記載の鉄道車両用油圧式車体傾斜装置。
  3. 【請求項3】 前記車体の支持および傾斜制御用油圧ア
    クチュエータ(5)に取り付けた高さ検知装置(14)
    により車体の高さを検知し、前記車体の支持および傾斜
    制御用油圧アクチュエータ(5)と両ロッド型複動シリ
    ンダ(9)の両油圧室とを連結する油圧回路に作動油を
    給排する車体の高さ調整機構において、前記車体の支持
    および傾斜制御用油圧アクチュエータ(5)の一定スト
    ローク位置に油圧逃し回路(15)を設け、車体高さ調
    整機構がフェイルした場合にも車体の姿勢を正常に保つ
    ようにしたことを特徴とする請求項2記載の鉄道車両用
    油圧式車体傾斜装置。
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