JP4884827B2 - 振動抑制装置 - Google Patents
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Description
流路200に押し出された作動油は、オンロード時には、高速電磁弁141〜143のON/OFFによってオリフィス131〜133を通過し、オリフィスの絞り効果による減衰力が発生する。また、アンロード時には、高速電磁弁144を介して流路300へ作動油が流れて減衰力は発生せず、更に無通電状時には、オリフィス134を介して流路300へ作動油が還流してフェール状態となる。
また、振動抑制装置100は、セミアクティブダンパであり、約半分のタイミングでアンロードになるため制振効果が十分ではなかった。例えば、対向車両とのすれ違いの際に車体が空力外乱を受けて加振し、横揺れを生じるような場合に車体と台車が同位相で左右に振れるようなことが多く見られる。こうした場合、セミアクティブダンパではオンロードになるタイミングが少なく、かつオンロードであってもダンパ速度が小さすぎて十分な制御効果を発揮できない問題があった。そこで、セミアク機能にフルアク機能を追加した振動抑制装置の開発が望まれているが、大型化してしまい、例えば鉄道車両に搭載する装置としては実用的ではなかった。
また、本発明に係る振動抑制装置は、前記切換弁が、開度調整が可能な三方比例制御弁であり、前記リリーフ弁が、リリーフ圧の設定変更が可能な電磁比例リリーフ弁であり、この三方比例制御弁および電磁比例リリーフ弁を制御するコントローラを有することが好ましい。
また、本発明に係る振動抑制装置は、前記切換弁が、開度調整が可能な三方比例制御弁であり、前記リリーフ弁が、リリーフ圧の設定変更が可能な電磁比例リリーフ弁であり、前記ポンプがモータポンプであって、この三方比例制御弁、電磁比例リリーフ弁及びモータポンプを制御するコントローラを有することが好ましい。
振動抑制装置1は、振動抑制用シリンダ2が台車と車体との間に連結され、車体の揺れを防止する。その振動抑制用シリンダ2は、気密に摺動可能なピストン11にピストンロッド12が固定され、そのピストンロッド12が軸方向に突き出している。また、ピストン11には、ヘッド側室13からロッド側室14に向う作動油の流れのみを許容するチェックバルブ15が形成されている。そして、ピストン11によって区切られたヘッド側室13とロッド室14には、接続された流路とともに作動流体が充填されている。
更に、この振動抑制装置1には、ロッド側流路24にアキュムレータ6が接続されている。そして、本実施形態では、例えばアキュムレータ6が4MPaのガス圧で設定され、電磁比例リリーフ弁5は最大リリーフ圧が8MPaになるように設定される。
そこで先ず、アキュムレータが機能しない状態、すなわち作動流体に設定圧以上の圧力が作用している場合や蓄圧を放出した状態で、この振動抑制装置1がセミアクティブダンパとして機能する場合について説明する。図2乃至図5は、セミアクティブダンパとして機能する場合の作動油の流れを示した図である。ここではアキュムレータ6を省略して示している。なお、太い波線は振動抑制用シリンダ2に減衰力を発生させる高圧流体の流れを示し、細い波線は高圧流体の流れに従って生じる低圧流体の流れを示している。
振動抑制用シリンダ2は、ヘッド側室13の方がピストンロッド12の断面積分だけロッド側室14よりも作動油の受圧面積が大きくい。そのため、両方から加圧された場合、ピストン11はヘッド側室13側の圧力が高くなってピストンロッド12が伸びる方向に摺動する。これによって振動抑制用シリンダ2が伸び、ロッド側室14内の作動油が押し出され、ロッド側室14から押し出された作動油は還流してヘッド側室13へ作動油が送り込まれる。
そこで、アキュムレータ6が圧力を放出してアクティブ制御できない場合には、コントローラ7からON信号が送信され、図示するように三方比例制御弁4がAポートパターンの接続に切り換えられる。そして、コントローラ7からは更にモータポンプ8に駆動信号を送信され、リザーバタンク3の作動油がロッド側流路24へ送り出される。
更に、振動抑制装置10を構成するモータポンプ8は、アキュムレータ6を蓄圧させることができればよいため小型のものでよい。そのため、図1に示す振動抑制装置1に対してモータポンプ8を一体化することが容易であり、またモータポンプ8を備えることで振動抑制装置1よりも性能を向上させることができた。
また、振動抑制装置1,10は、アキュムレータ6を設けたことにより、蓄圧によって流路内の作動油に圧がかかっているため、負圧になって配管内に気泡が生じることがない。従って、振動抑制効果について常に高い性能を維持することができる。
図11に示す振動抑制装置30は、流路22,23,24の間に3ポート3ブロックの三方弁31が接続されたものである。従って、ノーマル状態では図示するように各流路22,23,24が遮断されるため、振動抑制用シリンダ2が伸縮する場合はロッド側室14からのみ作動油が吐出され、電磁比例リリーフ弁5を通って流れるためパッシブダンパとして機能する。なお、同じように三方弁31の代わりに4ポート3ブロックの三方弁などであってもよい。
2 振動抑制用シリンダ
3 リザーバタンク
4 三方比例制御弁
5 電磁比例リリーフ弁
6 アキュムレータ
7 コントローラ
8 モータポンプ
11 ピストン
12 ピストンロッド
13 ヘッド側室
14 ロッド室
15 チェックバルブ
16 チェックバルブ
21 流路
22 ヘッド側流路
23 リザーバ側流路
24 ロッド側流路
25 接続流路
Claims (5)
- 台車と車体との間に介装される振動抑制用シリンダと、チェック弁を介して振動抑制用シリンダのヘッド側室に接続されたリザーバタンクと、前記振動抑制用シリンダのロッド側室に接続されたロッド側流路と、前記振動抑制用シリンダのヘッド側室に接続されたヘッド側流路と、前記リザーバタンクに接続されたリザーバ側流路と、前記ヘッド側流路とロッド側流路および前記ヘッド側流路とリザーバ側流路との連通・遮断を制御する切換弁と、前記ロッド側流路と前記リザーバタンクとを接続する流路に設けられたリリーフ弁と、前記ロッド側流路に接続されたアキュムレータとを有するものであることを特徴とする振動抑制装置。
- 請求項1に記載する振動抑制装置において、
前記切換弁は、前記ヘッド側流路と前記ロッド側流路との接続と、前記ヘッド側流路とリザーバ側流路との接続とを切り換える三方弁であることを特徴とする振動抑制装置。 - 請求項1又は請求項2に記載する振動抑制装置において、
前記切換弁は、開度調整が可能な三方比例制御弁であり、前記リリーフ弁は、リリーフ圧の設定変更が可能な電磁比例リリーフ弁であり、この三方比例制御弁および電磁比例リリーフ弁を制御するコントローラを有することを特徴とする振動抑制装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載する振動抑制装置において、
前記ロッド側流路と前記リザーバタンクとを接続する流路にポンプが設けられたものであることを特徴とする振動抑制装置。 - 請求項4に記載する振動抑制装置において、
前記切換弁は、開度調整が可能な三方比例制御弁であり、前記リリーフ弁は、リリーフ圧の設定変更が可能な電磁比例リリーフ弁であり、前記ポンプはモータポンプであって、この三方比例制御弁、電磁比例リリーフ弁及びモータポンプを制御するコントローラを有することを特徴とする振動抑制装置。
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