JP3309802B2 - 鉄道車両用車体曲げ制振装置 - Google Patents
鉄道車両用車体曲げ制振装置Info
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- JP3309802B2 JP3309802B2 JP17074298A JP17074298A JP3309802B2 JP 3309802 B2 JP3309802 B2 JP 3309802B2 JP 17074298 A JP17074298 A JP 17074298A JP 17074298 A JP17074298 A JP 17074298A JP 3309802 B2 JP3309802 B2 JP 3309802B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両の車体上
下方向の曲げ振動を低減するのに好適な鉄道車両用の車
体曲げ制振装置に関するものである。
下方向の曲げ振動を低減するのに好適な鉄道車両用の車
体曲げ制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄道車両の高速化に伴う車両の軽量化の
要請と走行中の車体への加振エネルギの増大から、車体
の１次曲げ振動による車両中央部での振動乗心地の悪化
が懸念されている。
要請と走行中の車体への加振エネルギの増大から、車体
の１次曲げ振動による車両中央部での振動乗心地の悪化
が懸念されている。
【０００３】この車体曲げ振動を抑制する方法として
は、例えば特開平３−２０４３６９号公報等がある。こ
の方法は、車体中央の床下部分に、車体一次曲げ振動数
に同調させた防振ゴムを介して車体質量の３〜１５％の
おもりを支持し、ダイナミックダンパを構成して車体の
振動の低減を狙ったものである。
は、例えば特開平３−２０４３６９号公報等がある。こ
の方法は、車体中央の床下部分に、車体一次曲げ振動数
に同調させた防振ゴムを介して車体質量の３〜１５％の
おもりを支持し、ダイナミックダンパを構成して車体の
振動の低減を狙ったものである。
【０００４】しかし、前記の例ではおもりの重量が加算
されるため車両の総重量の低減が困難になるため、より
軽量なおもりを用い、これを能動的に動作させて同等以
上の制振効果を得るアクティブ車体曲げ振動制御装置が
提案されている。
されるため車両の総重量の低減が困難になるため、より
軽量なおもりを用い、これを能動的に動作させて同等以
上の制振効果を得るアクティブ車体曲げ振動制御装置が
提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】アクティブ曲げ振動制
御装置は、元来曲げ振動を発生させやすい車両に装備さ
れるため、何らかの理由でアクティブ曲げ振動制御が機
能しない状況では、乗心地が悪化してしまう。特に、設
計当初から本装置の装着を想定した車両では、車両中央
部で極端に乗心地が悪化することが考えられる。
御装置は、元来曲げ振動を発生させやすい車両に装備さ
れるため、何らかの理由でアクティブ曲げ振動制御が機
能しない状況では、乗心地が悪化してしまう。特に、設
計当初から本装置の装着を想定した車両では、車両中央
部で極端に乗心地が悪化することが考えられる。
【０００６】本発明では、この問題を回避するため、ア
クティブ曲げ振動制御が機能しない場合にも一定の乗心
地を確保する、鉄道車両用車体曲げ制振装置を提供する
ことを目的とする。
クティブ曲げ振動制御が機能しない場合にも一定の乗心
地を確保する、鉄道車両用車体曲げ制振装置を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、車体を台車上にばねを介して支持した鉄
道車両において、車体床下部に配置されたアクチュエー
タと、前記アクチュエータと結合され、アクチュエータ
により上下方向に稼動するアクティブマスと、車体の上
下方向の振動を検出するセンサと、前記センサより検出
した振動に対応した制御力を前記アクチュエータにより
発生させるべく前記アクチュエータに制御信号を送る制
御器と、車体と前記アクチェータとを結合した弾性支持
材と、 前記車体と前記アクチェータとを結合するもので
あって、前記弾性支持材に並列に設置して剛体支持材
と、 前記剛体ｓｈ自在と前記車体とを結合するものであ
って、前記制御器からの信号、あるいは運転者からの信
号、あるいは車両に搭載した他の機器からの信号を入力
とし、前記結合を解除、あるいは結合させる装置と、 か
ら鉄道車両用車体曲げ制振装置を構成したことを特徴と
するものである。
めに本発明は、車体を台車上にばねを介して支持した鉄
道車両において、車体床下部に配置されたアクチュエー
タと、前記アクチュエータと結合され、アクチュエータ
により上下方向に稼動するアクティブマスと、車体の上
下方向の振動を検出するセンサと、前記センサより検出
した振動に対応した制御力を前記アクチュエータにより
発生させるべく前記アクチュエータに制御信号を送る制
御器と、車体と前記アクチェータとを結合した弾性支持
材と、 前記車体と前記アクチェータとを結合するもので
あって、前記弾性支持材に並列に設置して剛体支持材
と、 前記剛体ｓｈ自在と前記車体とを結合するものであ
って、前記制御器からの信号、あるいは運転者からの信
号、あるいは車両に搭載した他の機器からの信号を入力
とし、前記結合を解除、あるいは結合させる装置と、 か
ら鉄道車両用車体曲げ制振装置を構成したことを特徴と
するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明による実施例を図１〜図３
を用いて説明する。図１は曲げ振動の対象となる車体と
車体曲げ制振装置の側面図である。車体１は、空気ばね
３を介して、台車２に支持されている。アクチュエータ
４は、車体のほぼ中央部の床下に配置されており、アク
チュエータ４の可動部とアクティブマス５は結合されて
いる。車体床面に固定されたセンサ６は、車体の上下方
向の振動を検出し、検出量を制御器７へ出力する。制御
器７は、センサ６の検出量から位相およびゲインを補償
した制御信号を生成してアクチュエータ４を作動させ、
車体の１次曲げ振動数近傍で大きくなる車体中央部の振
動を小さくする向きに、アクティブマス５の慣性力を発
生させることにより、車体の曲げ振動を低減する。
を用いて説明する。図１は曲げ振動の対象となる車体と
車体曲げ制振装置の側面図である。車体１は、空気ばね
３を介して、台車２に支持されている。アクチュエータ
４は、車体のほぼ中央部の床下に配置されており、アク
チュエータ４の可動部とアクティブマス５は結合されて
いる。車体床面に固定されたセンサ６は、車体の上下方
向の振動を検出し、検出量を制御器７へ出力する。制御
器７は、センサ６の検出量から位相およびゲインを補償
した制御信号を生成してアクチュエータ４を作動させ、
車体の１次曲げ振動数近傍で大きくなる車体中央部の振
動を小さくする向きに、アクティブマス５の慣性力を発
生させることにより、車体の曲げ振動を低減する。
【０００９】剛体支持機構８は、車体１とアクチュエー
タ４を結合しており、制御装置の重量を支え、かつ、ア
クティブマス５の慣性反力を車体に伝達するもので、後
述するように、必要に応じて結合を解くことができる。
弾性支持材９は、剛体支持機構８と並列に車体１とアク
チュエータ４を結合している。弾性支持材９のばね定数
は、アクチュエータ及びアクティブマスの総重量を全数
の弾性支持材で支持した時の共振周波数が、車体の４次
曲げ振動周波数になるように決める。動作指令装置１０
は、制御器７からの信号、あるいは運転者からの手動信
号入力、あるいは車両に搭載した他の機器からの信号を
入力とし、剛体支持機構８の剛結合を解除、あるいは再
結合させる指示信号を剛体支持機構８に送る。
タ４を結合しており、制御装置の重量を支え、かつ、ア
クティブマス５の慣性反力を車体に伝達するもので、後
述するように、必要に応じて結合を解くことができる。
弾性支持材９は、剛体支持機構８と並列に車体１とアク
チュエータ４を結合している。弾性支持材９のばね定数
は、アクチュエータ及びアクティブマスの総重量を全数
の弾性支持材で支持した時の共振周波数が、車体の４次
曲げ振動周波数になるように決める。動作指令装置１０
は、制御器７からの信号、あるいは運転者からの手動信
号入力、あるいは車両に搭載した他の機器からの信号を
入力とし、剛体支持機構８の剛結合を解除、あるいは再
結合させる指示信号を剛体支持機構８に送る。
【００１０】図２は、車体１とアクチュエータ４の間の
複数の支持部のうちの１つについて、剛結合時の構造を
示す。車体１と前記アクチュエータ４の間を、弾性支持
部材治具２１を介した弾性支持部材９と、剛体支持部材
２２とで並列に結合したものである。剛体支持部材２２
にはネジ山が切ってあり、同径の雌ネジを切った歯車２
３に回転トルクを与えることで、アクチュエータ４を車
体１に剛結合している。歯車２３には、ウォーム歯車２
４をかみ合わせ、ウォーム歯車２４にはトルク発生機２
５でトルクを与えている。トルク発生機２５には、回転
を止めるブレーキ機能を持たせたものを用いることがで
きる。トルク発生機２５としては、電動モータ等が使用
できる。複数の支持部のトルク発生機２５を共用するこ
ともできる。トルク発生機２５の動作は、動作指令装置
１０から遠隔操作される。
複数の支持部のうちの１つについて、剛結合時の構造を
示す。車体１と前記アクチュエータ４の間を、弾性支持
部材治具２１を介した弾性支持部材９と、剛体支持部材
２２とで並列に結合したものである。剛体支持部材２２
にはネジ山が切ってあり、同径の雌ネジを切った歯車２
３に回転トルクを与えることで、アクチュエータ４を車
体１に剛結合している。歯車２３には、ウォーム歯車２
４をかみ合わせ、ウォーム歯車２４にはトルク発生機２
５でトルクを与えている。トルク発生機２５には、回転
を止めるブレーキ機能を持たせたものを用いることがで
きる。トルク発生機２５としては、電動モータ等が使用
できる。複数の支持部のトルク発生機２５を共用するこ
ともできる。トルク発生機２５の動作は、動作指令装置
１０から遠隔操作される。
【００１１】以下に、本実施例の動作を説明する。ま
ず、車体曲げ制振装置自体が健全であり、車体曲げ振動
が大きく同制御の必要な場合を説明する。図２に示すよ
うに、動作指令装置１０の指令により、トルク発生機２
５のトルクを発生させ、剛体支持部材２２を引き上げる
ことでアクチュエータ４を車体に剛結合させる。一旦剛
結合されれば、常にトルク発生機２５にトルクを発生さ
せておく必要はなく、トルク発生機の回転軸にブレーキ
をかけておき、エネルギ消費を抑えることができる。剛
結合された状態で、アクティブマスの慣性反力は車体に
直接伝達され、所期の振動制御効果が期待できる。
ず、車体曲げ制振装置自体が健全であり、車体曲げ振動
が大きく同制御の必要な場合を説明する。図２に示すよ
うに、動作指令装置１０の指令により、トルク発生機２
５のトルクを発生させ、剛体支持部材２２を引き上げる
ことでアクチュエータ４を車体に剛結合させる。一旦剛
結合されれば、常にトルク発生機２５にトルクを発生さ
せておく必要はなく、トルク発生機の回転軸にブレーキ
をかけておき、エネルギ消費を抑えることができる。剛
結合された状態で、アクティブマスの慣性反力は車体に
直接伝達され、所期の振動制御効果が期待できる。
【００１２】次に、車体曲げ振動制御装置自体が故障・
劣化して正常な制御動作不能の場合、または、走行速度
が小さく等の理由で車体曲げ振動が小さく同制御が不必
要である場合の動作を、図３を用いて説明する。
劣化して正常な制御動作不能の場合、または、走行速度
が小さく等の理由で車体曲げ振動が小さく同制御が不必
要である場合の動作を、図３を用いて説明する。
【００１３】車体曲げ振動制御装置自体の故障・劣化の
状態、または、振動制御の不必要性を、制御器７からの
車体上下振動観測量あるいは、運転者からの手動信号入
力、あるいは車両に搭載した他の機器からの信号から動
作指令装置１０において判断する。動作指令装置１０か
らの指令により、まず、制御器７の動作を停止させてア
クチュエータ４への制御信号の出力を停止し、次に剛体
支持機構８の剛結合を解除させる。すなわち、トルク発
生機２５に、剛体支持部材２２を下降させるトルクを発
生させて支持部の剛結合を解いて、弾性支持部材９でア
クチュエータ４とアクティブマス５を支持する。図３は
この状態を示す。この状態では、弾性支持部材９はアク
チュエータ４とアクティブマス５の重量により圧縮され
ており、アクチュエータはこの上下方向の位置を平衡位
置として上下に振動する。このとき、アクチュエータ４
とアクティブマス５をマスとしたダイナミックダンパと
して作用して、車体の曲げ振動を抑制する。
状態、または、振動制御の不必要性を、制御器７からの
車体上下振動観測量あるいは、運転者からの手動信号入
力、あるいは車両に搭載した他の機器からの信号から動
作指令装置１０において判断する。動作指令装置１０か
らの指令により、まず、制御器７の動作を停止させてア
クチュエータ４への制御信号の出力を停止し、次に剛体
支持機構８の剛結合を解除させる。すなわち、トルク発
生機２５に、剛体支持部材２２を下降させるトルクを発
生させて支持部の剛結合を解いて、弾性支持部材９でア
クチュエータ４とアクティブマス５を支持する。図３は
この状態を示す。この状態では、弾性支持部材９はアク
チュエータ４とアクティブマス５の重量により圧縮され
ており、アクチュエータはこの上下方向の位置を平衡位
置として上下に振動する。このとき、アクチュエータ４
とアクティブマス５をマスとしたダイナミックダンパと
して作用して、車体の曲げ振動を抑制する。
【００１４】振動制御を再開させる場合には、動作指令
装置１０から再結合させる指示信号を剛体支持機構８に
送り、図３の状態から、トルク発生機２５を作動させて
剛体支持材を上昇させて、図２の状態にすればよい。
装置１０から再結合させる指示信号を剛体支持機構８に
送り、図３の状態から、トルク発生機２５を作動させて
剛体支持材を上昇させて、図２の状態にすればよい。
【００１５】以上のようにすることで、車体曲げ振動が
過大でないときには、ダイナミックダンパとして使用す
ることで、一定の乗心地を確保しつつ、エネルギ消費・
機器の劣化を抑えることができる。また、制御装置の故
障時にも最低限の乗心地を確保した走行を継続できる。
過大でないときには、ダイナミックダンパとして使用す
ることで、一定の乗心地を確保しつつ、エネルギ消費・
機器の劣化を抑えることができる。また、制御装置の故
障時にも最低限の乗心地を確保した走行を継続できる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、車体曲げ振動が過大で
ないときおよび制御装置の故障時には、車体からアクチ
ュエータおよびアクティブマスを分離して、ダイナミッ
クダンパとして使用することで、一定の乗心地を確保し
つつ、エネルギ消費・機器の劣化を抑えることができ
る。また、その他のときは、アクチュエータおよびアク
ティブマスを車体に剛結合して、車体の振動制御を行え
るものである。
ないときおよび制御装置の故障時には、車体からアクチ
ュエータおよびアクティブマスを分離して、ダイナミッ
クダンパとして使用することで、一定の乗心地を確保し
つつ、エネルギ消費・機器の劣化を抑えることができ
る。また、その他のときは、アクチュエータおよびアク
ティブマスを車体に剛結合して、車体の振動制御を行え
るものである。
【図１】本発明の実施例の構成を示す側面図である。
【図２】車体１とアクチュエータ４の間の支持部につい
て、剛結合時の構造を示す一部を断面とした図である。
て、剛結合時の構造を示す一部を断面とした図である。
【図３】車体１とアクチュエータ４の間の支持部につい
て、柔結合時の構造を示す一部を断面とした図である。
て、柔結合時の構造を示す一部を断面とした図である。
１…車体、２…空気ばね、３…台車、４…アクチュエー
タ、５…アクティブマス、６…振動センサ、７…制御
器、８…剛体支持機構、９…弾性支持部材、１０…動作
指令装置、２１…弾性支持部材治具、２２…剛体支持部
材、２３…歯車、２４…ウォーム歯車、２５…トルク発
生機。
タ、５…アクティブマス、６…振動センサ、７…制御
器、８…剛体支持機構、９…弾性支持部材、１０…動作
指令装置、２１…弾性支持部材治具、２２…剛体支持部
材、２３…歯車、２４…ウォーム歯車、２５…トルク発
生機。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−204369（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−24341（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−19469（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B61D 43/00 B61D 49/00
Claims (1)
- 【請求項１】車体を台車上にばねを介して支持した鉄道
車両において、 車体床下部に配置されたアクチュエータと、 前記アクチュエータと結合され、アクチュエータにより
上下方向に稼動するアクティブマスと、 車体の上下方向の振動を検出するセンサと、 前記センサより検出した振動に対応した制御力を前記ア
クチュエータにより発生させるべく前記アクチュエータ
に制御信号を送る制御器と、 車体と前記アクチェータとを結合した弾性支持材と、 前記車体と前記アクチェータとを結合するものであっ
て、前記弾性支持材に並列に設置して剛体支持材と、 前記剛体支持材と前記車体とを結合するものであって、
前記制御器からの信号、あるいは運転者からの信号、あ
るいは車両に搭載した他の機器からの信号を入力とし
て、前記結合を解除、あるいは結合させる装置と、 からなる 鉄道車両用車体曲げ制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17074298A JP3309802B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | 鉄道車両用車体曲げ制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17074298A JP3309802B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | 鉄道車両用車体曲げ制振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000006804A JP2000006804A (ja) | 2000-01-11 |
| JP3309802B2 true JP3309802B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=15910554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17074298A Expired - Fee Related JP3309802B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | 鉄道車両用車体曲げ制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309802B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4986569B2 (ja) * | 2006-10-13 | 2012-07-25 | 日本車輌製造株式会社 | アクティブ制振装置 |
| KR100910406B1 (ko) * | 2008-04-29 | 2009-08-04 | (주)원정 | 수축라벨 |
-
1998
- 1998-06-18 JP JP17074298A patent/JP3309802B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000006804A (ja) | 2000-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |