JP3503465B2 - 鉄道車両用車体の制振装置及び鉄道車両用車体 - Google Patents
鉄道車両用車体の制振装置及び鉄道車両用車体Info
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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制振技術に関する。
下方向の曲げ振動を低減する制振技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄道車両の高速化の為には、車両の軽量
化は必須であり、特に、車両重量の大半を占める車体の
構体の軽量化は不可欠である。構体の軽量化の為には、
構成部材の薄肉化が有効であるが、これに伴い、一般に
構体の剛性が低下する。特に、鉄道車両用車体の様な長
尺構造物の場合、構体の曲げ剛性の低下が著しく、曲げ
振動による乗心地の悪化が大きな問題となる。この車体
曲げ振動を抑制する方法が特開平３−２０４３６９号公
報に記載されている。この方法は、車体中央の床下部分
に、車体質量の３〜１５％のおもりを、車体一次曲げ振
動数に同調させた防振ゴムを介して支持し、おもりをダ
イナミックダンパとして作用させる事により振動の低減
を狙ったものである。
化は必須であり、特に、車両重量の大半を占める車体の
構体の軽量化は不可欠である。構体の軽量化の為には、
構成部材の薄肉化が有効であるが、これに伴い、一般に
構体の剛性が低下する。特に、鉄道車両用車体の様な長
尺構造物の場合、構体の曲げ剛性の低下が著しく、曲げ
振動による乗心地の悪化が大きな問題となる。この車体
曲げ振動を抑制する方法が特開平３−２０４３６９号公
報に記載されている。この方法は、車体中央の床下部分
に、車体質量の３〜１５％のおもりを、車体一次曲げ振
動数に同調させた防振ゴムを介して支持し、おもりをダ
イナミックダンパとして作用させる事により振動の低減
を狙ったものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、鉄道車両用車
体の質量は２０〜４０トン程度であり、ダイナミックダ
ンパとしての効果を期待する為には、その１０％程度の
２〜４トンのおもりが必要となり、車体の軽量化の目的
達成が困難となってしまう。
体の質量は２０〜４０トン程度であり、ダイナミックダ
ンパとしての効果を期待する為には、その１０％程度の
２〜４トンのおもりが必要となり、車体の軽量化の目的
達成が困難となってしまう。
【０００４】本発明の第一の目的は、軽量で、かつ車体
曲げ振動低減効果の大きい鉄道車両用の車体曲げ制振装
置を提供することにある。◆本発明の第二の目的は、省
エネルギーかつ低騒音・低振動で運転でき、高速化可能
な鉄道車両用車体を提供することにある。
曲げ振動低減効果の大きい鉄道車両用の車体曲げ制振装
置を提供することにある。◆本発明の第二の目的は、省
エネルギーかつ低騒音・低振動で運転でき、高速化可能
な鉄道車両用車体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、鉄道車両用車体に上下動可能なアクテ
ィブマスと、このアクティブマスを駆動するアクチュエ
ータと、車体の上下方向の振動を検出するセンサと、こ
のセンサで検出した振動を抑制する力を発生するように
アクチュエータを制御する制御手段とを備える。◆これ
により、アクティブマスに任意の加速度を生じさせるこ
とが可能となり、軽量のアクティブマスによって車体曲
げ振動を低減することができる。
に、本発明では、鉄道車両用車体に上下動可能なアクテ
ィブマスと、このアクティブマスを駆動するアクチュエ
ータと、車体の上下方向の振動を検出するセンサと、こ
のセンサで検出した振動を抑制する力を発生するように
アクチュエータを制御する制御手段とを備える。◆これ
により、アクティブマスに任意の加速度を生じさせるこ
とが可能となり、軽量のアクティブマスによって車体曲
げ振動を低減することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明による第１実施例を図１な
いし図４を参照して説明する。
いし図４を参照して説明する。
【０００７】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。
げ制振装置の側面図である。
【０００８】車体１は、客室や貨物室を形成する箱状の
構造物１ａを弾性支持手段である空気ばね３を介して台
車２に支持して構成されている。ここで、車体の１次曲
げ振動は、空気ばね３における支持位置よりも車体中央
寄りに節を持ち、（数１）で近似される振動数ｆ０、一
点鎖線Ｍで示すモード形状で発生する。
構造物１ａを弾性支持手段である空気ばね３を介して台
車２に支持して構成されている。ここで、車体の１次曲
げ振動は、空気ばね３における支持位置よりも車体中央
寄りに節を持ち、（数１）で近似される振動数ｆ０、一
点鎖線Ｍで示すモード形状で発生する。
【０００９】
ｆ０＝Ｋ√（ＥＩ／ｍｂ）／（2π) （数１）
ここで、Ｋは比例定数、ＥＩは車体の等価曲げ剛性、ｍ
ｂは車体の質量であり、ｆ０は一般的には６〜１３Ｈｚ
程度の値となる。また、「√（ＥＩ／ｍｂ）」は（ＥＩ
／ｍｂ）の平方根を表す。
ｂは車体の質量であり、ｆ０は一般的には６〜１３Ｈｚ
程度の値となる。また、「√（ＥＩ／ｍｂ）」は（ＥＩ
／ｍｂ）の平方根を表す。
【００１０】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の稼動部とア
クティブマス（可動質量体）５は結合されている。車体
床面に固定されたセンサ６は、矢印Ｚｂ方向で示す車体
上下方向の車体振動を検出する手段であり、車体床下面
に固定された非接触式変位センサ７は、矢印Ｚｍｂで示
す車体上下方向における車体１とアクティブマス５の相
対変位を検出する手段である。制御器８は、センサ６お
よび７の検出データ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、アクテ
ィブマス５を、車体の１次曲げ振動数ｆ０近傍における
車体中央部の振動に対してほぼ逆相に加振することによ
り、車体の曲げ振動を低減する。
床下に配置されており、アクチュエータ４の稼動部とア
クティブマス（可動質量体）５は結合されている。車体
床面に固定されたセンサ６は、矢印Ｚｂ方向で示す車体
上下方向の車体振動を検出する手段であり、車体床下面
に固定された非接触式変位センサ７は、矢印Ｚｍｂで示
す車体上下方向における車体１とアクティブマス５の相
対変位を検出する手段である。制御器８は、センサ６お
よび７の検出データ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、アクテ
ィブマス５を、車体の１次曲げ振動数ｆ０近傍における
車体中央部の振動に対してほぼ逆相に加振することによ
り、車体の曲げ振動を低減する。
【００１１】図２は、本実施例の車体曲げ制振装置の正
面図である。
面図である。
【００１２】円筒型の筐体（ケーシング）１１ａは、車
体中央部床下面１０に固定されており、回転式電動モー
タ１２は、モータブラケット１４ａと、モータブラケッ
ト１４ａを固定するベース盤１６ａを介して、筐体１１
ａに固定されている。モータ１２の回転力を伝達する動
力伝達機構であるカップリング１５は、回転式電動モー
タ１２のモータ軸１２ａとボールネジ１７を結合してお
り、モータ１２の回転トルクをボールネジ１７に伝達す
る。
体中央部床下面１０に固定されており、回転式電動モー
タ１２は、モータブラケット１４ａと、モータブラケッ
ト１４ａを固定するベース盤１６ａを介して、筐体１１
ａに固定されている。モータ１２の回転力を伝達する動
力伝達機構であるカップリング１５は、回転式電動モー
タ１２のモータ軸１２ａとボールネジ１７を結合してお
り、モータ１２の回転トルクをボールネジ１７に伝達す
る。
【００１３】ボールネジ１７には、ボールネジナット１
８が係合しており、ボールネジ１７の回転により、ボー
ルネジナット１８が上下運動する。ボールネジナット１
８にはアクティブマス５ａが固定されており、アクティ
ブマス５ａには、回転防止装置２４が固定されている。
回転防止装置２４は、筐体１１ａに固定されたレール２
５上を摺動する。以上の構成により、モータ１２の回転
がアクティブマス５ａの上下方向の直進運動に変換され
る。また、アクティブマス５ａは、その重量を補償する
ため、バネ２７とばね押さえ２８を介して底板２９に支
持されている。このとき、アクティブマス５ａにボール
ネジナット１８が有するネジ部を形成しても良い。但
し、ネジ部には耐摩耗性が要求されるので、別部材で構
成して交換可能にすると良い。この場合は、アクティブ
マス５ａの耐摩耗性や耐摩耗処理を必要としない。一
方、ネジ部をアクティブマス５ａに形成してしまえば、
組立の工程数を少なくできるメリットがある。
８が係合しており、ボールネジ１７の回転により、ボー
ルネジナット１８が上下運動する。ボールネジナット１
８にはアクティブマス５ａが固定されており、アクティ
ブマス５ａには、回転防止装置２４が固定されている。
回転防止装置２４は、筐体１１ａに固定されたレール２
５上を摺動する。以上の構成により、モータ１２の回転
がアクティブマス５ａの上下方向の直進運動に変換され
る。また、アクティブマス５ａは、その重量を補償する
ため、バネ２７とばね押さえ２８を介して底板２９に支
持されている。このとき、アクティブマス５ａにボール
ネジナット１８が有するネジ部を形成しても良い。但
し、ネジ部には耐摩耗性が要求されるので、別部材で構
成して交換可能にすると良い。この場合は、アクティブ
マス５ａの耐摩耗性や耐摩耗処理を必要としない。一
方、ネジ部をアクティブマス５ａに形成してしまえば、
組立の工程数を少なくできるメリットがある。
【００１４】ボールネジ１７の上端部（モータ１２側の
端部）は、軸受１９によって支持されている。軸受１９
の内輪は、ベアリングナット２０によってボールネジ１
７に結合されている。軸受１９の外輪は、ベース盤１６
ａおよび押さえ板２１によって固定されている。ボール
ネジ１７の下端部は、軸受２２によって支持され、軸受
２２は筐体１１に固定された底板２９に固定されてい
る。ボールネジ１７と軸受２２の間には軸方向の遊間が
設けられており、アクティブマス５ａの上下方向の慣性
力は、ボールネジ１７と軸受１９とベース板１６ａと筐
体１１ａを介して車体床面１０へと伝達される。
端部）は、軸受１９によって支持されている。軸受１９
の内輪は、ベアリングナット２０によってボールネジ１
７に結合されている。軸受１９の外輪は、ベース盤１６
ａおよび押さえ板２１によって固定されている。ボール
ネジ１７の下端部は、軸受２２によって支持され、軸受
２２は筐体１１に固定された底板２９に固定されてい
る。ボールネジ１７と軸受２２の間には軸方向の遊間が
設けられており、アクティブマス５ａの上下方向の慣性
力は、ボールネジ１７と軸受１９とベース板１６ａと筐
体１１ａを介して車体床面１０へと伝達される。
【００１５】センサ６は矢印Ｚｂ方向の車体の振動加速
度を測定するセンサであり、車体床面１０に固定されて
いる。センサ６は検出感度を高めるため、理想的にはボ
ールネジ１７の軸線状に配設されることが望ましい。非
接触式変位センサ７は矢印Ｚｍｂで示す車体およびアク
ティブマス５ａの相対変位を測定するセンサであり、ベ
ース盤１６ａに固定されている。２６ａ及び２６ｂは、
アクティブマスの過剰な変位を検知するためのリミット
スイッチであり、それぞれ筐体１１ａに固定されてい
る。落下防止板２３は、底板２９に固定され、装置フェ
イル時に筐体内の部材が車両から落下するのを防止す
る。
度を測定するセンサであり、車体床面１０に固定されて
いる。センサ６は検出感度を高めるため、理想的にはボ
ールネジ１７の軸線状に配設されることが望ましい。非
接触式変位センサ７は矢印Ｚｍｂで示す車体およびアク
ティブマス５ａの相対変位を測定するセンサであり、ベ
ース盤１６ａに固定されている。２６ａ及び２６ｂは、
アクティブマスの過剰な変位を検知するためのリミット
スイッチであり、それぞれ筐体１１ａに固定されてい
る。落下防止板２３は、底板２９に固定され、装置フェ
イル時に筐体内の部材が車両から落下するのを防止す
る。
【００１６】図３は、制御器の詳細を示すブロック図で
ある。
ある。
【００１７】制御器８は、動アンプ８ａ、補償回路８
ｂ、アンプ８ｃからなり、振動センサ６、非接触式変位
センサ７の信号を位相及びゲインを補償して、アクチュ
エータ４を作動するための指令をフィードバック出力す
る。
ｂ、アンプ８ｃからなり、振動センサ６、非接触式変位
センサ７の信号を位相及びゲインを補償して、アクチュ
エータ４を作動するための指令をフィードバック出力す
る。
【００１８】図４は、回転防止装置の詳細を示す上面図
（図２のIV−IV矢視断面図）である。
（図２のIV−IV矢視断面図）である。
【００１９】２つのラバーモールド軸受２４ａは、固定
具２４ｂを介してアクティブマス５にそれぞれ固定され
ており、筐体１１ａに固定された案内レール２５に沿っ
て転動する。
具２４ｂを介してアクティブマス５にそれぞれ固定され
ており、筐体１１ａに固定された案内レール２５に沿っ
て転動する。
【００２０】以下、本実施例の動作を説明する。
【００２１】空気ばね３を介して、台車２に支持されて
いる鉄道車両が走行すると、レールの凹凸により、車体
１に曲げ振動が発生する。センサ６は車体１の上下振動
を検出し、センサ７は車体１とアクティブマス５ａとの
相対変位を検出する。前記２つのセンサの検出データよ
り、制御器８は、位相およびゲインを補償した制御信号
を生成して、車体中央部の加速度のほぼ逆相でアクティ
ブマスを加振するためのトルク信号を生成し、モータを
回転させる。回転式電動モータ１２のモータ軸が回転す
ると、カップリング１５、ボールネジ１７が回転し、ナ
ット１８に固定されたアクティブマス５ａが上下に稼動
する。アクティブマス５ａに発生する慣性力は、ボール
ネジ１７、軸受１９、ベース板１６ａ、筐体１１ａを伝
播し、車体への制振力として作用し、車体１の曲げ振動
が低減される。
いる鉄道車両が走行すると、レールの凹凸により、車体
１に曲げ振動が発生する。センサ６は車体１の上下振動
を検出し、センサ７は車体１とアクティブマス５ａとの
相対変位を検出する。前記２つのセンサの検出データよ
り、制御器８は、位相およびゲインを補償した制御信号
を生成して、車体中央部の加速度のほぼ逆相でアクティ
ブマスを加振するためのトルク信号を生成し、モータを
回転させる。回転式電動モータ１２のモータ軸が回転す
ると、カップリング１５、ボールネジ１７が回転し、ナ
ット１８に固定されたアクティブマス５ａが上下に稼動
する。アクティブマス５ａに発生する慣性力は、ボール
ネジ１７、軸受１９、ベース板１６ａ、筐体１１ａを伝
播し、車体への制振力として作用し、車体１の曲げ振動
が低減される。
【００２２】制御器８は、常に変位センサ７によりアク
ティブマスの変位を検知しており、アクティブマス５ａ
の位置フィードバック制御を行う。また、制御器８は、
アクティブマス５ａの変位がリミットスイッチ２６ａに
よって規定される上限値を超えた際にモータ１２を停止
させ、リミットスイッチ２６ｂによって規定される下限
値を超えた際にモータ１２を停止させる。この例では、
以上の様に２重の安全装置を持つ場合について説明した
が、必ずしも位置フィードバックとリミットスイッチ２
６の両方が必ずしも必要というわけでは無い。また、本
例のように、ばねによってアクティブマスの重量を補償
した場合、ばね自体がアクティブマスを中立点近傍に引
き戻す作用を持つため、位置フィードバック制御は必ず
しも必要では無い。また、逆に、位置フィードバック制
御を行うことにより、ばねの省略も可能である。但し、
ばねを省略した場合はアクティブマス５ａの重量を補償
できないので、モータ１２の容量を大きくする必要があ
る。
ティブマスの変位を検知しており、アクティブマス５ａ
の位置フィードバック制御を行う。また、制御器８は、
アクティブマス５ａの変位がリミットスイッチ２６ａに
よって規定される上限値を超えた際にモータ１２を停止
させ、リミットスイッチ２６ｂによって規定される下限
値を超えた際にモータ１２を停止させる。この例では、
以上の様に２重の安全装置を持つ場合について説明した
が、必ずしも位置フィードバックとリミットスイッチ２
６の両方が必ずしも必要というわけでは無い。また、本
例のように、ばねによってアクティブマスの重量を補償
した場合、ばね自体がアクティブマスを中立点近傍に引
き戻す作用を持つため、位置フィードバック制御は必ず
しも必要では無い。また、逆に、位置フィードバック制
御を行うことにより、ばねの省略も可能である。但し、
ばねを省略した場合はアクティブマス５ａの重量を補償
できないので、モータ１２の容量を大きくする必要があ
る。
【００２３】この例では、モータ１２の制御をトルク指
令によって行う場合について説明した。勿論、速度指令
によってモータ１２を制御した場合も、同様の制振効果
を得る事ができる。しかし、速度指令による制御を行っ
た場合、アクティブマス５ａが上昇から下降に転じる
際、自重により、モータ１２の速度指令よりも速い速度
でアクティブマス５ａが下降する場合が有り、不安定な
振動が発生する事も有り得る。そうした場合は、トルク
による制御を行い、自重分を力のオフセットとして差し
引いた制御する事により、安定な動作を行わせる事が可
能となる。
令によって行う場合について説明した。勿論、速度指令
によってモータ１２を制御した場合も、同様の制振効果
を得る事ができる。しかし、速度指令による制御を行っ
た場合、アクティブマス５ａが上昇から下降に転じる
際、自重により、モータ１２の速度指令よりも速い速度
でアクティブマス５ａが下降する場合が有り、不安定な
振動が発生する事も有り得る。そうした場合は、トルク
による制御を行い、自重分を力のオフセットとして差し
引いた制御する事により、安定な動作を行わせる事が可
能となる。
【００２４】また、日本機械学会論文集ｃ編５６巻５２
９号に記載のように、（数２）で定まる空間加振周波数
と車体の曲げ固有振動数が接近した時、前後の台車が同
位相で上下加振されるため、車体の曲げ振動が特に強く
加振される。そこで、空間加振周波数ｆｋと車体の１次
曲げ振動数ｆ０とがほぼ一致する走行速度近傍の速度領
域Ｖ１と、それ以外の走行速度領域Ｖ２とを分離し、Ｖ
１領域で振動制御を行い、Ｖ２領域では制御動作を行わ
ないというシーケンスを組んでもよい。また、Ｖ１とＶ
２とで制御力を変えるシーケンスとしても良い。このよ
うなシーケンスとする事により、制御に必要な電力を軽
減する事も可能となる。
９号に記載のように、（数２）で定まる空間加振周波数
と車体の曲げ固有振動数が接近した時、前後の台車が同
位相で上下加振されるため、車体の曲げ振動が特に強く
加振される。そこで、空間加振周波数ｆｋと車体の１次
曲げ振動数ｆ０とがほぼ一致する走行速度近傍の速度領
域Ｖ１と、それ以外の走行速度領域Ｖ２とを分離し、Ｖ
１領域で振動制御を行い、Ｖ２領域では制御動作を行わ
ないというシーケンスを組んでもよい。また、Ｖ１とＶ
２とで制御力を変えるシーケンスとしても良い。このよ
うなシーケンスとする事により、制御に必要な電力を軽
減する事も可能となる。
【００２５】
ｆｋ＝Ｖ／ａ×Ｎ （数２）
ここで、Ｖは走行速度、ａは前台車と後台車の重心間距
離、Ｎは整数である。
離、Ｎは整数である。
【００２６】また、以上説明した例では、筐体１１ａの
形状は、円筒形状とした。筐体を円筒形状とする事によ
り、加工が容易となるという利点があるが、角材等によ
るフレーム構造としても良い。こうした構造とすれば、
汎用のフレームを用いることでコスト低減も有効とな
る。
形状は、円筒形状とした。筐体を円筒形状とする事によ
り、加工が容易となるという利点があるが、角材等によ
るフレーム構造としても良い。こうした構造とすれば、
汎用のフレームを用いることでコスト低減も有効とな
る。
【００２７】さらに、非接触式変位センサ７の代わり
に、エンコーダを用いても良い。モータ１２に装着可能
な汎用エンコーダを用いることで、コスト低減、粉塵環
境に対する信頼性が向上する。
に、エンコーダを用いても良い。モータ１２に装着可能
な汎用エンコーダを用いることで、コスト低減、粉塵環
境に対する信頼性が向上する。
【００２８】また、本実施例では、車体床面の加速度を
検知するセンサ６を車体中央部のみに取り付けた例につ
いて説明したが、前後台車上に同様のセンサを配置し、
（数３）の演算により、曲げ振動のみを抽出する事によ
り、更に良好な制御が可能となる。
検知するセンサ６を車体中央部のみに取り付けた例につ
いて説明したが、前後台車上に同様のセンサを配置し、
（数３）の演算により、曲げ振動のみを抽出する事によ
り、更に良好な制御が可能となる。
【００２９】
Ａｏ＝Ａｃ-(Ａｆ+Ａｂ)／２ （数３）
ここで、Ａｃは車体中央部のセンサが検知する上下加速
度、 Ａｆは前台車位置のセンサが検知する上下加速
度、 Ａｂは後台車位置のセンサが検知する上下加速
度、Ａｏは制御動作に使用する加速度である。
度、 Ａｆは前台車位置のセンサが検知する上下加速
度、 Ａｂは後台車位置のセンサが検知する上下加速
度、Ａｏは制御動作に使用する加速度である。
【００３０】つぎに、図５を用いて、他の実施形態を示
し、説明する。
し、説明する。
【００３１】図５は、本発明の他の実施の形態による鉄
道車両用車体曲げ制振装置の構造を示す側面図である。
道車両用車体曲げ制振装置の構造を示す側面図である。
【００３２】円筒型の筐体１１ｂは、車体中央部床下面
１０に固定されており、回転式電動モータ１２は、モー
タブラケット１４ｂを介して、車体中央部床下面１０に
固定されている。
１０に固定されており、回転式電動モータ１２は、モー
タブラケット１４ｂを介して、車体中央部床下面１０に
固定されている。
【００３３】動力伝達機構であるタイミングベルト３３
は、回転式電動モータ１２のモータ軸とボールネジ１７
との間を結合し、モータ１２の回転力をボールネジ１７
に伝達する。
は、回転式電動モータ１２のモータ軸とボールネジ１７
との間を結合し、モータ１２の回転力をボールネジ１７
に伝達する。
【００３４】その他の構成は、上述の第１の実施の形態
の場合と同様である。
の場合と同様である。
【００３５】本例では、モータ部をユニット化して分離
することで上下方向の寸法の短縮が可能であり、床下寸
法に制限のある鉄道車両においては、省スペース化に有
効である。また、タイミングベルト３３の代わりに、ギ
アを用いてもよい。
することで上下方向の寸法の短縮が可能であり、床下寸
法に制限のある鉄道車両においては、省スペース化に有
効である。また、タイミングベルト３３の代わりに、ギ
アを用いてもよい。
【００３６】つぎに、図６を用いて、さらに他の実施形
態を示し、説明する。
態を示し、説明する。
【００３７】図６は、本発明の他の実施の形態による鉄
道車両用車体曲げ制振装置の構造を示す側面図である。
道車両用車体曲げ制振装置の構造を示す側面図である。
【００３８】円筒型の筐体１１ｃは、車体中央部床下面
１０に固定されており、リニアモータ３４は、モータ軸
３４ａと、モータ軸３４ａに磁気力を発生するヨーク３
４ｂと、コイル３４ｃ、コイル３４ｄとで構成され、ヨ
ーク３４ｂ、コイル３４ｃ及びコイル３４ｄがアクティ
ブマス５ｂ側に固定されている。
１０に固定されており、リニアモータ３４は、モータ軸
３４ａと、モータ軸３４ａに磁気力を発生するヨーク３
４ｂと、コイル３４ｃ、コイル３４ｄとで構成され、ヨ
ーク３４ｂ、コイル３４ｃ及びコイル３４ｄがアクティ
ブマス５ｂ側に固定されている。
【００３９】アクティブマス５ｂは、重量を補償するバ
ネ２７とばね押さえ２８を介して底板２９に支持され、
アクティブマス５ａに固定されたヨーク３４ｂ、コイル
３４ｃ、コイル３４ｄと、回転防止装置２４と、筐体１
１ｃに固定された案内レール２５とによって、モータ軸
３４ａに沿って上下方向に稼動する。
ネ２７とばね押さえ２８を介して底板２９に支持され、
アクティブマス５ａに固定されたヨーク３４ｂ、コイル
３４ｃ、コイル３４ｄと、回転防止装置２４と、筐体１
１ｃに固定された案内レール２５とによって、モータ軸
３４ａに沿って上下方向に稼動する。
【００４０】その他の構成は、上述の実施の形態の場合
と同様である。
と同様である。
【００４１】本例では、部品同士の接触部が少ないた
め、摩耗が少なく、省メンテナンスに有効である。ま
た。モータ部をアクティブマスにと一体化することで、
上下方向の寸法の短縮が可能であり、床下寸法に制限の
ある鉄道車両においては、省スペース化に有効である。
め、摩耗が少なく、省メンテナンスに有効である。ま
た。モータ部をアクティブマスにと一体化することで、
上下方向の寸法の短縮が可能であり、床下寸法に制限の
ある鉄道車両においては、省スペース化に有効である。
【００４２】また、図６の構成に対して、ヨーク３４
ｂ、コイル３４ｃ及びコイル３４ｄをアクティブマス５
ｂから分離し、モータ軸３４ａをアクティブマス５ｂに
固定しても良い。但し、この場合は、モータ軸３４ａの
軸方向により大きなスペースを必要とすることになる。
ｂ、コイル３４ｃ及びコイル３４ｄをアクティブマス５
ｂから分離し、モータ軸３４ａをアクティブマス５ｂに
固定しても良い。但し、この場合は、モータ軸３４ａの
軸方向により大きなスペースを必要とすることになる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、軽
量で、かつ車体曲げ振動低減効果の大きい鉄道車両用の
車体曲げ制振装置を提供することが可能となる。
量で、かつ車体曲げ振動低減効果の大きい鉄道車両用の
車体曲げ制振装置を提供することが可能となる。
【００４４】また、構体の軽量化が図られることによ
り、省エネルギーでかつ低騒音・低振動で運転でき、高
速走行に適した鉄道車両用車体を提供できる。
り、省エネルギーでかつ低騒音・低振動で運転でき、高
速走行に適した鉄道車両用車体を提供できる。
【図１】本発明の実施の形態による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。
る車体と車体曲げ制振装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態による車体曲げ制振装置の
正面図である。
正面図である。
【図３】本発明の実施の形態による制御器の詳細を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態による回転防止装置の詳細
を示す上面図である。
を示す上面図である。
【図５】他の実施の形態によるタイミングベルトでモー
タ軸とボールネジをジョイントした鉄道車両用車体曲げ
制振装置の構造を示す側面図である。
タ軸とボールネジをジョイントした鉄道車両用車体曲げ
制振装置の構造を示す側面図である。
【図６】他の実施の形態によるアクティブマスをリニア
モータで稼動する方式の鉄道車両用車体曲げ制振装置の
構造を示す側面図である。
モータで稼動する方式の鉄道車両用車体曲げ制振装置の
構造を示す側面図である。
１…車体、２…台車、３…空気ばね、４…アクチュエー
タ、５…アクティブマス、５ａ…アクティブマス、５ｃ
…アクティブマス、６…振動センサ、７…非接触式変位
センサ、８…制御器、１０…車体床面、１１ａ…制振装
置筐体、１１ｂ…制振装置筐体、１１ｃ…制振装置筐
体、１２…回転式電動モータ、１４ａ…モータブラケッ
ト、１４ｂ…モータブラケット、１４ｃ…モータブラケ
ット、１５…カップリング、１６ａ…ベース盤、１６ｃ
…ベース盤、１７…ボールネジ、１８…ボールネジナッ
ト、１９…軸受、２０…ベアリングナット、２１…押さ
え板、２２…軸受、２３…落下防止板、２４…回転防止
装置、２４ａ…ラバーモールド軸受、２４ｂ…固定具、
２５…案内レール、２６ａ…リミットスイッチ、２６ｂ
…リミットスイッチ、２７…ばね、２８…ばね押さえ、
２９…底板、３３…タイミングベルト、３４…リニアモ
ータ、３４ａ…モータ軸、３４ｂ…ヨーク、３４ｃ…コ
イル、３４ｄ…コイル、３７…落下防止板、３８…リニ
アベアリング。
タ、５…アクティブマス、５ａ…アクティブマス、５ｃ
…アクティブマス、６…振動センサ、７…非接触式変位
センサ、８…制御器、１０…車体床面、１１ａ…制振装
置筐体、１１ｂ…制振装置筐体、１１ｃ…制振装置筐
体、１２…回転式電動モータ、１４ａ…モータブラケッ
ト、１４ｂ…モータブラケット、１４ｃ…モータブラケ
ット、１５…カップリング、１６ａ…ベース盤、１６ｃ
…ベース盤、１７…ボールネジ、１８…ボールネジナッ
ト、１９…軸受、２０…ベアリングナット、２１…押さ
え板、２２…軸受、２３…落下防止板、２４…回転防止
装置、２４ａ…ラバーモールド軸受、２４ｂ…固定具、
２５…案内レール、２６ａ…リミットスイッチ、２６ｂ
…リミットスイッチ、２７…ばね、２８…ばね押さえ、
２９…底板、３３…タイミングベルト、３４…リニアモ
ータ、３４ａ…モータ軸、３４ｂ…ヨーク、３４ｃ…コ
イル、３４ｄ…コイル、３７…落下防止板、３８…リニ
アベアリング。
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フロントページの続き
(72)発明者 掛樋 豊
山口県下松市大字東豊井794番地 株式
会社 日立製作所 笠戸工場内
(72)発明者 原 邦芳
山口県下松市大字東豊井794番地 株式
会社 日立製作所 笠戸工場内
(72)発明者 瀬畑 美智夫
山口県下松市大字東豊井794番地 株式
会社 日立製作所 笠戸工場内
(56)参考文献 特開 平３−204369（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−147241（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−19469（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B61D 17/00
B61F 1/00
Claims (5)
- 【請求項１】車体を台車上に弾性支持手段を介して支持
した鉄道車両用車体に備えられる制振装置において、 車体床下部に配置されたアクチュエータと、該アクチュ
エータにより上下方向に移動するアクティブマスと、車
体上下方向の振動を検出するセンサと、該センサで検出
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
発生させる制御器とを備え、 前記アクチュエータは回転軸を有するモータと、該モー
タの回転駆動力を前記アクティブマスの直進運動に変換
する変換手段とを備えたことを特徴とする鉄道車両用車
体の制振装置。 - 【請求項２】車体を台車上に弾性支持手段を介して支持
した鉄道車両用車体に備えられる制振装置において、 車体の床下部に配置されたアクチュエータと、該アクチ
ュエータにより上下方向に移動するアクティブマスと、
車体上下方向の振動を検出するセンサと、該センサで検
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
り発生させる制御器とを備え、 前記アクチュエータはリニアモータを有して構成され、
前記アクティブマスを前記リニアモータのモータ軸方向
に直進運動させることを特徴とする鉄道車両用車体の制
振装置。 - 【請求項３】車輪と、該車輪を支持する台車と、該台車
上に弾性支持手段を介して客室又は貨物室の少なくとも
いずれか一方を形成する箱状構造物を支持した鉄道車両
用車体において、 車体の床下部に配置されたアクチュエータと、該アクチ
ュエータにより上下方向に移動するアクティブマスと、
車体上下方向の振動を検出するセンサと、該センサで検
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
り発生させる制御器とを備え、 前記アクチュエータは回転軸を有するモータと、該モー
タの回転駆動力を前記アクティブマスの直進運動に変換
する変換手段とを備えたことを特徴とする鉄道車両用車
体。 - 【請求項４】車輪と、該車輪を支持する台車と、該台車
上に弾性支持手段を介して客室又は貨物室の少なくとも
いずれか一方を形成する箱状構造物を支持した鉄道車両
用車体において、 車体の床下部に配置されたアクチュエータと、該アクチ
ュエータにより上下方向に移動するアクティブマスと、
車体上下方向の振動を検出するセンサと、該センサで検
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
り発生させる制御器とを備え、 前記アクチュエータはリニアモータを有して構成され、
前記アクティブマスを前記リニアモータのモータ軸方向
に直進運動させることを特徴とする鉄道車両用車体。 - 【請求項５】車体を台車上に弾性支持手段を介して支持
した鉄道車両用車体に備えられる制振装置において、鉄道車両用車体に固定される ケーシングと、該ケーシン
グ内を上下に区分するベース板と、該ベース板で区分さ
れた上側の室に配設され、前記ベース板上に支持された
回転モータと、前記ベース板に取り付けられたベアリン
グと、前記ケーシングの下側端面に取り付けられたベア
リングと、前記２つのベアリングによって回転可能に支
持されたボールネジと、前記ボールネジとはめ合わされ
るネジ部を有するアクティブマスと、該アクティブマス
の前記ボールネジの軸回りの回転を防止する回転防止手
段と、前記アクティブマスを前記ケーシングの下側端面
上に弾性支持するコイルばねと、前記ボールネジと前記
モータの回転軸とを前記ベース板に取り付けられたベア
リングよりもモータ側で結合するカップリングと、車体
の上下方向の振動を検出するセンサと、該センサで検出
した振動に対応した制御力を発生するように前記モータ
を制御する制御器とを備え、前記モータの回転軸の回転
を前記カップリングを介して前記ボールネジに伝達し 、
前記アクティ ブマスを上下運動させるように構成したこ
とを特徴とする鉄道車両用車体の制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5176198A JP3503465B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 鉄道車両用車体の制振装置及び鉄道車両用車体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5176198A JP3503465B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 鉄道車両用車体の制振装置及び鉄道車両用車体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11245809A JPH11245809A (ja) | 1999-09-14 |
| JP3503465B2 true JP3503465B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=12895945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5176198A Expired - Fee Related JP3503465B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 鉄道車両用車体の制振装置及び鉄道車両用車体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503465B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3967865B2 (ja) * | 2000-03-28 | 2007-08-29 | 日本車輌製造株式会社 | 鉄道車両の室内防音装置 |
| KR100820341B1 (ko) | 2006-04-24 | 2008-04-10 | 현대로템 주식회사 | 전동차용 주변압기 체결구 |
| 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 |
| JP6384867B2 (ja) * | 2014-11-05 | 2018-09-05 | 三菱重工エンジニアリング株式会社 | 鉄道用圧縮機装置、鉄道用車両 |
-
1998
- 1998-03-04 JP JP5176198A patent/JP3503465B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11245809A (ja) | 1999-09-14 |
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