JP3437986B2 - セミアクティブ制御用ダンパおよび制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鉄道車両の車体に発
生する横振れや地震発生時のビルディングの横振れ等を
制振するセミアクティブ制御用ダンパ、および当該ダン
パを使用した制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等にあっては、車体に生
じる上下振動を単に減衰して吸収するだけでは充分な乗
心地を得られないとの理由から、より一層の乗心地の向
上を図るために車体の挙動を検出して積極的に正しい姿
勢に補正する所謂アクティブ制御の減衰力可変ダンパが
用いられるようになってきた。

【０００３】しかし、このようなアクティブ制御の減衰
力可変ダンパは、パワー源であるポンプや特殊の制御バ
ルブ類を必要とし、しかも、それらを制御するコントロ
ーラ自体も複雑となるので高価につくばかりか、パワー
源をもっているがために誤動作を起こした場合に却って
乗心地を害することになる。

【０００４】そこで、昨今にあっては、パワー源を用い
ることなく車体振動の振幅や周波数に応動して減衰力制
御を行う所謂セミアクティブ制御の減衰力可変ダンパが
注目されるようになってきた。

【０００５】このセミアクティブ制御の減衰力可変ダン
パは、ハード面およびソフト面の両面でシンプルなかた
ちになるので、運行上およびメンテナンスの上で使い易
いという利点を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、その反面、こ
のようなセミアクティブ制御の減衰力可変ダンパを例え
ば鉄道車両やビルディング等の横振れ防止用としてその
まま適用しようとした場合には、自動車と相違して制振
側のマスが極めて大きいために下記のような問題点を生
じる。

【０００７】すなわち、振動発生側が制振側と同方向に
より速い速度で振れ動いたときにもダンパが動作して減
衰力を発生することから、振動発生側が制振側を押して
当該制振側の横振れを抑えることなく却って増長するよ
うに作用する。

【０００８】また、そればかりでなく、何等かの理由で
減衰力の可変制御が不能になったときに制振側の慣性で
ダンパがストローク端まで急激に作動し、当該ストロー
ク端で大きな衝撃力を発生することになる。

【０００９】したがって、この発明の目的は、鉄道車両
やビルディング等のような制振側のマスが極めて大きい
ものであっても、これを効果的に制振することのできる
セミアクティブ制御用ダンパ、および当該ダンパを使用
した制御システムを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そして、上記した目的
は、この発明において、振動発生側と制振側との間に介
装されるストロークセンシングシリンダと、このストロ
ークセンシングシリンダのヘッド側室からロッド側室に
向う作動流体の流れのみを許容する流路と、サクション
バルブを通してヘッド側室に通じるリザーバと、ストロ
ークセンシングシリンダのロッド側室をリザーバに接続
する減衰力制御回路とを備え、当該減衰力制御回路に複
数の減衰力発生要素と緊急時用の減衰力発生要素および
アンロードバルブをそれぞれ並列に配置し、かつ、上記
複数の減衰力発生要素のうちの所定の減衰力発生要素に
開閉バルブを直列に介装し、当該開閉バルブのオン・オ
フ制御により上記複数の減衰力発生要素の使用を選択す
ると共に、緊急時用の減衰力発生要素とアンロードバル
ブの上流側には切換バルブを介装して、当該切換バルブ
のオン・オフ制御により緊急時用の減衰力発生要素とア
ンロードバルブの使用を選択するようにしたセミアクテ
ィブ制御用ダンパを用い、制御系の電源オン或いはスタ
ンバイ信号によって減衰力制御回路の切換バルブをアン
ロードバルブの選択位置に切り換える一方、ストローク
センシングシリンダで検出したダンパ信号と制振側の振
動状態を検知する検知手段からの制振側の速度信号に基
づいて、コンピュータにより減衰力制御回路の開閉バル
ブとアンロードバルブをそれぞれオン・オフ制御するこ
とによって達成される。

【００１１】

【作 用】すなわち、上記した構成をとったことによ
り、ダンパ本体を構成するストロークセンシングシリン
ダは、ヘッド側室からロッド側室に向う作動流体の流れ
のみを許容する流路とサクションバルブの働きによっ
て、伸長および圧縮動作の何れにあっても、ロッド側室
の作動流体を減衰力制御回路からリザーバを通して循環
させる一方向流れのダンパとして作用する。

【００１２】これにより、ストロークセンシングシリン
ダのピストンとピストンロッドの断面積比を２：１にと
ることにより、当該ストロークセンシングシリンダの伸
縮動作に伴って減衰力制御回路に押し出されてくる作動
流体の流量は、伸長側と圧縮側とで同じとなる 一方、セミアクティブ制御用ダンパにおける減衰力制御
回路の切換バルブは、使用開始と同時に電源オン或いは
制御スタンバイ信号でアンロードバルブを選択するオン
の位置に切り換えられる。

【００１３】また、制振側の振れ方向に対応してストロ
ークセンシングシリンダが伸縮動作する通常の横振れ発
生時にあっては、当該ストロークセンシングシリンダか
らのダンパ信号と検知手段からの制振側の速度信号に基
づいて、コンピュータがアンロードバルブをオフの位置
に保つ。

【００１４】かくして、コンピュータは、上記ストロー
クセンシングシリンダからのダンパ信号と検知手段から
の制振側の速度信号に基づいて開閉バルブのオン・オフ
操作の可否を判断し、減衰力発生要素の一部をオン・オ
フ制御することで減衰力制御回路の発生減衰力を制御し
て制振側の横振れを効果的に制振する。

【００１５】しかも、上記において、ストロークセンシ
ングシリンダが作動端に達するような事態が生じると、
当該ストロークセンシングシリンダからのダンパ信号に
よってこれをコンピュータが判断し、開閉バルブをオン
・オフ制御して減衰力制御回路の発生減衰力を最大の状
態にすることにより、ストロークセンシングシリンダの
作動端での衝撃を緩和する。

【００１６】それに対して、上記の制振作用時に振動発
生側が制振側と同方向により速い速度で振れたとする
と、ストロークセンシングシリンダの動作方向が逆転し
て振動発生側の振れが制振側の振れを増長するように作
用する。

【００１７】しかし、この場合には、コンピュータが、
上記ストロークセンシングシリンダからのダンパ信号と
検知手段からの制振側の速度信号によりこれを判断して
アンロードバルブをオンの位置に切り換え、減衰力制御
回路をバイパス状態にして振動発生側の振れにより制振
側の横振れがさらに増長されるのを防止する。

【００１８】また、異常事態の発生や電源のオフによる
制御不能時にあっては、切換バルブが減衰力発生要素の
一部を選択するオフの位置に自動的に復帰し、そのよう
な事態の発生に際しても、緊急用の減衰力発生要素を働
かせて所定の減衰力の発生を確保し、制振側の横振れを
制振することになるのである。

【００１９】

【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明するに当り、ここでは説明の便宜上から、当該発
明を鉄道車両の横振れ制振用に適用した場合を例にとっ
て説明することにする。

【００２０】図１において、振動発生側である台車１と
制振側である車体２の間には、この発明によるセミアク
ティブ制御用ダンパ３と通常のダンパ４（これも、この
発明によるセミアクティブ制御用ダンパで構成してもよ
い）が互いに対向して水平に配置してある。

【００２１】また、制振側の車体２には、当該車体２の
振動状態を検知する加速度計或いは速度計等からなる検
知器５が設けてある。

【００２２】上記セミアクティブ制御用ダンパ３は、図
２に示すように、ストロークセンシングシリンダ６とリ
ザーバ７および減衰力制御回路８とからなっている。

【００２３】ストロークセンシングシリンダ６は、シリ
ンダ９の内部を摺動自在のピストン１０でヘッド側室１
１とロッド側室１２とに区画し、かつ、ピストン１０か
らは外部に向ってピストンロッド１３が延びている。

【００２４】ピスドンロッド１３には、多数のスケール
メモリ１４が等間隔で一列に埋め込んであり、これらス
ケールメモリ１４と対向してシリンダ９に変位センサ１
５を取り付けてある。

【００２５】ヘッド側室１１は、サクションバルブ１６
をもつ吸込流路１７を通してリザーバ７に通じており、
また、ヘッド側室１１とロッド側室１２は、ピストン１
０に設けたチェックバルブ１８をもつ流路１９で連通し
ている。

【００２６】上記チェックバルブ１８は、ヘッド側室１
１からロッド側室１２に向う作動流体の流れのみを許容
するように配設してあり、かつ、ロッド側室１２がフィ
ルタ２０から減衰力制御回路８を通してリザーバ７に通
じている。

【００２７】減衰力制御回路８は、並列に接続した減衰
力発生要素である高圧リリーフバルブ２１と絞り２２、
開閉バルブ２３でオン・オフ制御される絞り２４、緊急
時用の減衰力発生要素である低圧リリーフバルブ２７と
絞り２８、および常閉のアンロードバルブ２９を備えて
いる。

【００２８】また、減衰力制御回路８には、上記低圧リ
リーフバルブ２７と絞り２８、およびアンロードバルブ
２９の流路を選択的に断続する切換バルブ３０が直列に
配置してあり、この切換バルブ３０を通して低圧リリー
フバルブ２７と絞り２８およびアンロードバルブ２９を
選択的に並列接続するようになっていると共に、当該切
換バルブ３０は、使用開始と同時にオンの位置に切り換
えられてアンロードバルブ２９を選択するように構成し
てある。

【００２９】以上により、台車１の横振れによって車体
２に横方向への振れが生じ、これら台車１と車体２の間
に相対変位が生じたとすると、当該台車１と車体２の振
れ方向に対応してこれら台車１と車体２との間に介装し
たストロークセンシングシリンダ６が伸縮動作する。

【００３０】ストロークセンシングシリンダ６が伸長動
作すると、リザーバ７内の作動流体をサクションバルブ
１６から吸込流路１７を通してヘッド側室１１に吸い込
みつつ、ピストン１０に設けたチェックバルブ１８を閉
じてロッド側室１２内の作動流体を減衰力制御回路８に
向いフィルタ２０を通して押し出す。

【００３１】反対に、ストロークセンシングシリンダ６
が圧縮動作した場合には、サクションバルブ１６が閉じ
てヘッド側室１１内の作動流体をピストン１０に設けた
流路１９からチェックバルブ１８を開いてロッド側室１
２に流し、ロッド側室１２からピストンロッド１３の侵
入体積分に相当する量の作動流体をフィルタ２０を通し
て減衰力制御回路８に押し出す。

【００３２】それ故に、減衰力制御回路８に向って押し
出される作動流体の流量は、シリンダ９の断面積をＡ，
ピストンロッド１３の断面積をａ，ストロークセンシン
グシリンダ６のストロークをＬとすると、伸長動作時に
は「（Ａ−ａ）×Ｌ」また圧縮動作時には「ａ×Ｌ」と
なる。

【００３３】このことから、シリンダ９の断面積Ａとピ
ストンロッド１３の断面積ａとの比を「Ａ：ａ＝２：
１」に選ぶことによって、伸長動作時と圧縮動作時に減
衰力制御回路８に向って押し出される作動流体の流量を
同じにもできるし、また、上記の比を変えることによっ
て流量比を任意に選定することもできる。

【００３４】上記と並行して、減衰力制御回路８におけ
るの切換バルブ３０は、使用開始と同時に電源オン或い
は制御スタンバイ信号でコンピュータ３２からバルブド
ライバ回路３４を通して出力される切換信号Ｚでアンロ
ードバルブ２９を選択するオンの位置に切り換えられ
る。

【００３５】一方、ストロークセンシングシリンダ６に
設けた変位センサ１５は、ピストンロッド１３のスケー
ルメモリ１４と協同してシリンダ９とピストンロッド１
３の相対変位をディジタルのダンパ信号Ｓとして検出す
る。

【００３６】上記したダンパ信号Ｓは、コンピュータ信
号変換用のセンサ信号処理回路３１でプラスのダンパ変
位信号Ｗ１（伸長側）とマイナスのダンパ変位信号Ｗ２
（圧縮側）、およびこれらダンパ変位信号Ｗ１，Ｗ２に
基づいて算出したプラスのダンパ速度信号Ｖ１（伸長
側）とナイナスのダンパ速度信号Ｖ２（圧縮側）に処理
されたのちコンピュータ３２に入力される。

【００３７】また、車体２に設けた検知器５は、図１に
示すように、当該車体２の振れを車体信号Ｔとして検出
し、この車体信号Ｔもまた、コンピュータ信号変換用の
処理回路３３でプラスの車体速度信号Ｕ１（左方の振
れ）とマイナスの車体速度信号Ｕ２（右側への振れ）に
処理されたのちにコンピュータ３２に入力される。

【００３８】なお、検知器５が速度計である場合には、
上記のようにして処理回路３３によりプラスの車体速度
信号Ｕ１とマイナスの車体速度信号Ｕ２に処理される
が、加速度計であった場合には、処理回路３３で加速度
を一旦速度に変換してからプラスの車体速度信号Ｕ１と
マイナスの車体速度信号Ｕ２に処理される。

【００３９】再び図２に戻って、コンピュータ３２は、
車体２側の検知器５から送られてくる車体速度信号Ｕ
１，Ｕ２と、ストロークセンシングシリンダ６から送ら
れてくるダンパ速度信号Ｖ１，Ｖ２とダンパ変位信号Ｗ
１，Ｗ２とに基づいて制御論理を演算する。

【００４０】この場合、ダンパ速度信号Ｖ１，Ｖ２と車
体速度信号Ｕ１，Ｕ２は、振動発生側の台車１と制振側
の車体２のそれぞれの振れ方向と、併せて、それに伴う
ストロークセンシングシリンダ６の伸縮速度を表わす信
号としてコンピュータ３２により判断され、また、ダン
パ変位信号Ｗ１，Ｗ２は、ストロークセンシングシリン
ダ６の伸縮位置を表わす信号としてコンピュータ３２に
より判断される。

【００４１】これにより、コンピュータ３２は、上記し
た各信号に基づいて制御論理を演算し、バルブドライバ
回路３４を通してその結果を切換信号Ｘ，Ｙとして出力
し、これら切換信号Ｘ，Ｙにより開閉バルブ２３とアン
ロードバルブ２９をオン・オフ制御する。

【００４２】かくして、上記したセミアクティブ制御用
のダンパシステムは以下のようにして動作する。

【００４３】［制御動作開始時］電源或いは制御スタ
ンバイのオン操作でコンピュータ３２から切換バルブ３
０に切換信号Ｚが出力され、当該切換バルブ３０をオン
の位置にしてアンロードバルブ２９を選択する側（図２
で下側ポジション）に切り換える。

【００４４】そして、この状態は、電源或いは制御スタ
ンバイを切り換えてオフにしない限り、或いは、異常事
態の発生によってそれらがオフにならない限りそのまま
の状態に保たれる。

【００４５】［車体２が左側に振れた時］上記の状態
において、走行中に車体２が左側に振れたとすると、検
知器５から処理回路３３を通してプラスの車体速度信号
Ｕ１がコンピュータ３２に入力される。

【００４６】ここで、台車１が車体２よりも遅い速度で
左側に振れているか、或いは、車体２とは逆に右側に振
れたとすると、ストロークセンシングシリンダ６は伸長
側に動作して内部の作動流体を減衰力制御回路８に押し
出す。

【００４７】そして、変位センサ１５からは、センサ信
号処理回路３１を通してコンピュータ３２にプラスのダ
ンパ変位信号Ｗ１と同じくプラスのダンパ速度信号Ｖ１
が入力される。

【００４８】これにより、コンピュータ３２は、これら
検知器５からのプラスの車体速度信号Ｕ１と変位センサ
１５からのプラスのダンパ変位信号Ｗ１とに基づいて車
体２が左側に振れかつストロークセンシングシリンダ６
が伸長側に動作していることを判断し、切換信号Ｙを発
することなくアンロードバルブ２５をオフの位置に保
つ。

【００４９】また、上記と併せて、コンピュータ３２
は、変位センサ１５からのプラスのダンパ速度信号Ｖ１
と検知器５からのプラスの車体速度信号Ｕ１に基づいて
そのときのストロークセンシングシリンダ６の伸長速度
を判定する。

【００５０】そして、この伸長速度から最適値に最も近
い減衰力値を演算してこれに合うように開閉バルブ２３
に対する切換信号Ｘの出力をオン・オフ制御し、減衰力
制御回路８の発生減衰力を制御して車体２の左方への横
振れを効果的に抑える。

【００５１】すなわち、高減衰力を必要としない場合に
は、コンピュータ３２から開閉バルブ２３に切換信号Ｘ
を送って当該開閉バルブ２３をオンの位置（図２で下側
ポジション）に切り換える。

【００５２】これにより、ストロークセンシングシリン
ダ６から減衰力制御回路８に押し出された作動流体は絞
り２２，２４を通してリザーバ７に流れ、減衰力制御回
路８は低減衰力を発生して車体２の横振れを抑える。

【００５３】それに対して、高減衰力を必要とする場合
には、コンピュータ３２から切換信号Ｘを出力すること
なく開閉バルブ２３をオフの位置（図２で上側ポジショ
ン）に保つ。

【００５４】したがって、この場合には、ストロークセ
ンシングシリンダ６から減衰力制御回路８に押し出され
た作動流体が、高圧リリーフバルブ２１の制御下で絞り
２２のみを通してリザーバ７に流れ、減衰力制御回路８
は高減衰力を発生して車体２の横振れを抑える。

【００５５】しかも、上記において、ストロークセンシ
ングシリンダ６が伸長端に達するような事態が生じた場
合には、変位センサ１５からのプラスのダンパ変位信号
Ｗ１に基づいてこれをコンピュータ３２が判断する。

【００５６】そして、伸長端近傍に達した時点から切換
信号Ｘを出力することなく或いはそれを断って開閉バル
ブを２３をオフの位置にし、減衰力制御回路８の発生減
衰力を最大値に保って伸長端での衝撃を緩和する。

【００５７】このようにして、減衰力制御回路８は、ス
トロークセンシングシリンダ６の伸長速度の大小に応じ
て低減衰力と高減衰力を発生しつつ車体２の振れを効果
的に抑えて少なくするのである。

【００５８】また、車体２が左側に振れているときに、
例えば、台車１がレールの狂い等によって車体２の左方
への横振れ速度よりも速い速度で左方に振れたとする
と、ストロークセンシングシリンダ６が圧縮動作して当
該ストロークセンシングシリンダ６のヘッド側室１１に
も減衰力制御回路８の発生減衰力に応じた流体圧力が発
生する。

【００５９】このヘッド側室１１に発生した流体圧力
は、ピストンロッド１３の存在によって生じるヘッド側
室１１とロッド側室１２の受圧面積差によりストローク
センシングシリンダ６を伸長方向に押す力として作用
し、車体２をさらに大きく左方に振ることになるので当
該流体圧力を生じないようにする必要がある。

【００６０】そこで、この場合には、検知器５からコン
ピュータ３２に送られてくるプラスの車体速度信号Ｕ１
とストロークセンシングシリンダ６の圧縮動作によって
変位センサ１５から送られてくるマイナスのダンパ速度
信号Ｖ２に基づき、これをコンピュータ３２が判断して
アンロードバルブ２９に切換信号Ｙを出力する。

【００６１】これにより、アンロードバルブ２９がオン
の位置（図２で下側ポジション）に切り換えられて減衰
力制御回路８がアンロード状態となり、ヘッド側室１１
の作動流体がピストン１０のチェックバルブ１８からロ
ッド側室１２およびアンロード状態となった減衰力制御
回路８を通してリザーバ７に逃げる。

【００６２】したがって、ストロークセンシングシリン
ダ６のヘッド側室１１には流体圧力が発生しないことに
なるので、当該ストロークセンシングシリンダ６が車体
２をさらに大きく左方に振るのを阻止する。

【００６３】［車体２が右側に振れた時］上記とは反
対に車体２が右側に振れたとすると、検知器５からマイ
ナスの車体速度信号Ｕ２がコンピュータ３２に入力され
る。

【００６４】ここで、台車１が車体２よりも遅い速度で
左側に振れているか、或いは、車体２とは逆に左側に振
れたとすると、ストロークセンシングシリンダ６は吸込
流路１７のチェックバルブ１６を閉じつつ圧縮側に動作
して、ヘッド側室１１内の作動流体を流路１９からロッ
ド側室１２を通して減衰力制御回路８に押し出す。

【００６５】そして、変位センサ１５からは、マイナス
のダンパ速度信号Ｖ２とマイナスのダンパ変位信号Ｗ２
がコンピュータ３２に入力される。

【００６６】コンピュータ３２は、検知器５から送られ
てくるマイナスの車体速度信号Ｕ２と変位センサ１５か
らのマイナスのダンパ速度信号Ｖ２とに基づき、車体２
が右側に振れ、かつ、ストロークセンシングシリンダ６
が圧縮側に動作していることを判断し、切換信号Ｙを発
することなくアンロードバルブ２５をオフの位置に保
つ。

【００６７】一方、コンピュータ３２は、先の車体２が
左側に振れた場合と同様に、変位センサ１５からのマイ
ナスのダンパ速度信号Ｖ２と検知器５からのマイナスの
車体速度信号Ｕ２に基づいて最適値に最も近い減衰力値
を演算し、これに合うように開閉バルブ２３に対する切
換信号Ｘの出力をオン・オフ制御して減衰力制御回路８
の発生減衰力を制御し、車体２の右方への横振れを効果
的に抑える。

【００６８】すなわち、高減衰力を必要としない場合に
は、コンピュータ３２から開閉バルブ２３に切換信号Ｘ
を送って当該開閉バルブ２３をオンの位置に切り換え、
減衰力制御回路８に押し出されてきた作動流体を絞り２
２，２４からリザーバ７に流し、低減衰力を発生して車
体２の横振れを抑える。

【００６９】それに対して、高減衰力を必要とする場合
には、コンピュータ３２から切換信号Ｘを出力すること
なく開閉バルブ２３をオフの位置に保ち、減衰力制御回
路８に押し出されてきた作動流体を高圧リリーフバルブ
２１の制御下で絞り２２のみを通してリザーバ７に流
し、高減衰力を発生して車体２の横振れを抑える。

【００７０】しかも、上記にあっても、ストロークセン
シングシリンダ６が圧縮端に達するような事態が生じる
と、変位センサ１５からのナイナスのダンパ変位信号Ｗ
２に基づいてこれをコンピュータ３２が判断し、圧縮端
近傍に達した時点から開閉バルブを２３をオフの位置に
して減衰力制御回路８の発生減衰力を最大値に保ち、ス
トロークセンシングシリンダ６の圧縮端での衝撃を緩和
する。

【００７１】このようにして、減衰力制御回路８は、ス
トロークセンシングシリンダ６の圧縮速度の大小に応じ
て低減衰力と高減衰力を発生しつつ車体２の振れを効果
的に抑えて少なくする。

【００７２】また、上記においても、台車１がレールの
狂い等により車体２の右方への横振れ速度よりも速い速
度で右方に振れたとすると、ストロークセンシングシリ
ンダ６は伸長動作してロッド側室１２に減衰力制御回路
８の発生減衰力に応じた流体圧力が発生する。

【００７３】このロッド側室１２に発生した流体圧力
は、ストロークセンシングシリンダ６を圧縮方向に押す
力として作用し、車体２の右方への振れを増長すること
になるので当該流体圧力を生じないようにする必要があ
る。

【００７４】しかし、この場合にあっても、車体２は右
方に振れ動いているために、検知器５からコンピュータ
３２に送られてくるマイナスの車体速度信号Ｕ２とスト
ロークセンシングシリンダ６の伸長動作により変位セン
サ１５から送られてくるプラスのダンパ速度信号Ｖ１に
基づき、コンピュータ３２がアンロードバルブ２９に切
換信号Ｙを出力する。

【００７５】そして、この切換信号Ｙによりアンロード
バルブ２９をオンの位置に切り換えて減衰力制御回路８
をアンロード状態にし、ロッド側室１２の作動流体をリ
ザーバ７に逃がして車体２がさらに大きく右方に振られ
るのを阻止する。

【００７６】［電源のオフや異常事態の発生による制
御不能時］この場合にあっても、車体２の左右方向への
振れに伴ってストロークセンシングシリンダ６が伸縮動
作を繰り返すことになるので、当該ストロークセンシン
グシリンダ６から減衰力制御回路８に向って作動流体が
押し出される。

【００７７】しかし、電源のオフ時にあっては、それと
同時にコンピュータ３２からの切換信号Ｘ，Ｙ，Ｚも断
たれることになるので、開閉バルブ２３とアンロードバ
ルブ２９および切換バルブ３０が自動的に図２のオフの
位置に切り換わる。

【００７８】これにより、ストロークセンシングシリン
ダ６から減衰力制御回路８に押し出されてきた作動流体
は絞り２２，２８を通してリザーバ７に流れ、絞り２８
と低圧リリーフバルブ２７の働きによって所定の減衰力
を発生しつつ通常のダンパとして動作し、車体２の左右
方向への振れを制振する。

【００７９】また、制御時において、例えば、制御系に
異常事態が発生してアンロードバルブ２９がオンの状態
に切り換わったり、或いはアンロードバルブ２９がオン
の位置からオフの位置に復帰できなくなったとする。

【００８０】しかし、この場合にあっても、アンロード
バルブ２９は切換バルブ３０と直列状態を保って減衰力
制御回路８に介装されおり、しかも、制御系の異常時に
は自動的に切換バルブ３０がオフの位置状態に戻る。

【００８１】したがって、切換バルブ３０が低圧リリー
フバルブ２７と絞り２８を選択することになるので、減
衰力制御回路８がアンロード状態になることなく低圧リ
リーフバルブ２７と絞り２８で減衰力を確保する。

【００８２】図３は、図２の変形例を示すもので、この
実施例にあっては絞り２２を開閉バルブ２３と絞り２４
の間に結んである。

【００８３】このものによっても、開閉バルブ２３がオ
フの位置にあるときには、ストロークセンシングシリン
ダ６から押し出された作動流体が絞り２２から絞り２４
を通して直列に流れる。

【００８４】一方、開閉バルブ２３がオンの位置に切り
換わると、絞り２２を通る流路と並列に開閉バルブ２３
を通るバイパス流路がかたちづくられ、当該バイパス流
路によって絞り２２の前後の作動流体圧力が同圧になる
ために、ストロークセンシングシリンダ６から押し出さ
れた作動流体は開閉バルブ２３と絞り２４を通して流れ
る。

【００８５】その結果、図２の実施例の場合と同様に、
開閉バルブ２３のオン・オフ制御によって減衰力制御回
路８での発生減衰力を高低に切り換えることができる。

【００８６】図４は、この発明の他の実施例を示すもの
であって、当該実施例にあっては、先の図２の実施例に
おける減衰力制御回路８に開閉バルブ２３と絞り２４と
同様の開閉バルブ２５と絞り２６をさらに付け加えて並
列に介装してある。

【００８７】これにより、前述の図２の場合と同様にし
て、車体２側の検知器５からの車体速度信号Ｕ１，Ｕ２
と変位センサ１５からのダンパ速度信号Ｖ１，Ｖ２とに
基づいてコンピュータ３２により開閉バルブ２３，２５
を選択的に或いは併せて切換制御することにより、減衰
力制御回路８での発生減衰力を多段に切り換えてきめ細
かい制御を行うことが可能になる。

【００８８】なお、上記開閉バルブ２５と絞り２６は、
図示するまでもなく図３の実施例にもそのまま適用し得
ることは勿論であり、かつ、このような開閉バルブと絞
りを同様にしてさらに多段に設けてやることにより、よ
りきめ細かい制御を行い得ることは言うまでもない。

【００８９】また、上記した各実施例にあっては、スト
ロークセンシングシリンダ６としてスケールメモリ１４
をピストンロッド１３に直に埋め込んで設け、かつ、チ
ェックバルブ１８をもつ流路１９をピストン１０に内蔵
した場合を例にとって説明してきたが、これらは、スト
ロークセンシングシリンダ６に外装して設けても何等差
し支えはない。

【００９０】さらに、これまでの実施例にあっては、鉄
道車両にこの発明を適用した場合を例にとって説明して
きたが、これをビルディングの制振装置に適用して地震
や強風により発生する振動を制振することもできるのは
勿論である。

【００９１】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、制振器であるダンパ本体としてストロークセンシ
ングシリンダを用いたことにより、当該ストロークセン
シングシリンダからのダンパ信号を用いて減衰力制御回
路の発生減衰力を直接制御することができ、したがっ
て、減衰力制御回路の発生減衰力を常に適切に制御して
効果的に制振側の振動を抑えることができる。

【００９２】また、減衰力発生要素の一つとアンロード
バルブの使用を選択する切換バルブを用い、制御時にこ
の切換バルブをオンの位置に切り換えてアンロードバル
ブを選択するようにしてやることにより、振動発生側が
制振側と同方向により速い速度で振れて制振側の振れを
増長するような事態が生じたとしても、そのときにはア
ンロードバルブをオンの位置に切り換えて減衰力制御回
路をアンロード状態にしてやることにより、振動発生側
の振れによって制振側の振れが増長されるのを防止する
ことができる。

【００９３】しかも、上記アンロードバルブと切換バル
ブは減衰力制御回路に対して直列に介装してあるので、
制御系の異常事態による電源オフやアンロードバルブの
オフ位置への復帰ができなくなったような場合にあって
も、上記切換バルブをオフの位置に切り換えて緊急時用
の減衰力発生要素を選択してやることにより、減衰力制
御回路の発生減衰力を当該緊急時用の減衰力発生要素で
確保してフェイルセーフ効果を発揮することができる。

【００９４】請求項２の発明によれば、ストロークセン
シングシリンダからのダンパ変位信号とダンパ速度信
号、および制振側に設けた検知手段からの制振側の速度
信号とを用いてコンピュータにより減衰力制御回路の開
閉バルブとアンロードバルブとを切換制御するようにし
たことにより、上記した効果を適切にかつ自動的に発揮
することが可能になるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるセミアクティブ制御用ダンパシ
ステムの一実施例を示すブロック図である。

【図２】同上のダンパシステムに使用するセミアクティ
ブ制御用ダンパの構成例を示す回路図である。

【図３】同上の変形例を示す回路図である。

【図４】同じく、他の構成例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 振動発生側である台車 ２ 制振側である車体 ３ セミアクティブ制御用ダンパ ５ 制振側速度の検出手段である検知器 ６ ストロークセンシングシリンダ ７ リザーバ ８ 減衰力制御回路 １１ ヘッド側室 １２ ロッド側室 １４ スケールメモリ １５ 変位センサ １６ サクションバルブ １７ 吸込通路 １８ チェックバルブ １９ 流路 ２１ 減衰力発生要素である高圧リリーフバルブ ２２，２４，２６，２８ 減衰力発生要素である絞り ２３，２５ 開閉バルブ ２７ 減衰力発生要素である低圧リリーフバルブ ２９ アンロードバルブ ３０ 切換バルブ ３１ センサ信号処理回路 ３２ コンピュータ ３３ 処理回路 ３４ バルブドライバ回路 Ｓ ダンパ信号 Ｔ 制振側の横振れ信号 Ｕ１，Ｕ２ 制振側の速度信号 Ｖ１，Ｖ２ ダンパの速度信号 Ｗ１，Ｗ２ ダンパの変位信号 Ｘ 開閉バルブに対する切換信号 Ｙ アンロードバルブに対する切換信号 Ｚ 切換バルブに対する切換信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀井 俊明 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界 貿易センタービル カヤバ工業株式会社 内 (72)発明者 中里 雅一 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界 貿易センタービル カヤバ工業株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭62−34809（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 9/00 - 9/58 F16F 15/00 - 15/32 B60G 1/00 - 25/00 E04H 9/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動発生側と制振側との間に介装される
   ストロークセンシングシリンダと、このストロークセン
   シングシリンダのヘッド側室からロッド側室に向う作動
   流体の流れのみを許容する流路と、サクションバルブを
   通してヘッド側室に通じるリザーバと、ストロークセン
   シングシリンダのロッド側室をリザーバに接続する減衰
   力制御回路とを備え、当該減衰力制御回路に複数の減衰
   力発生要素と緊急時用の減衰力発生要素およびアンロー
   ドバルブをそれぞれ並列に配置し、かつ、上記複数の減
   衰力発生要素のうちの所定の減衰力発生要素に開閉バル
   ブを直列に介装し、当該開閉バルブのオン・オフ操作に
   より上記複数の減衰力発生要素の使用を選択すると共
   に、緊急時用の減衰力発生要素とアンロードバルブの上
   流側には切換バルブを介装して、当該切換バルブのオン
   ・オフ操作により緊急時用の減衰力発生要素とアンロー
   ドバルブの使用を選択することを特徴とするセミアクテ
   ィブ制御用ダンパ。
2. 【請求項２】 振動発生側と制振側との間に介装される
   ストロークセンシングシリンダと、このストロークセン
   シングシリンダのヘッド側室からロッド側室に向う作動
   流体の流れのみを許容する流路と、サクションバルブを
   通してヘッド側室に通じるリザーバと、ストロークセン
   シングシリンダのロッド側室をリザーバに接続する減衰
   力制御回路とを備え、当該減衰力制御回路に複数の減衰
   力発生要素と緊急時用の減衰力発生要素およびアンロー
   ドバルブをそれぞれ並列に配置し、かつ、上記複数の減
   衰力発生要素のうちの所定の減衰力発生要素に開閉バル
   ブを直列に介装し、当該開閉バルブのオン・オフ制御に
   より上記複数の減衰力発生要素の使用を選択すると共
   に、緊急時用の減衰力発生要素とアンロードバルブの上
   流側には切換バルブを介装して、当該切換バルブのオン
   ・オフ制御により緊急時用の減衰力発生要素とアンロー
   ドバルブの使用を選択するようにしたセミアクティブ制
   御用ダンパを用い、制御系の電源オン或いはスタンバイ
   信号によって減衰力制御回路の切換バルブをアンロード
   バルブの選択位置に切り換える一方、ストロークセンシ
   ングシリンダで検出したダンパ信号と制振側の振動状態
   を検知する検知手段からの制振側の速度信号とに基づい
   て、コンピュータにより減衰力制御回路の開閉バルブと
   アンロードバルブをそれぞれオン・オフ制御することを
   特徴とするセミアクティブ制御用ダンパシステム。