JP6250467B2 - 軸箱支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸箱支持装置に関する。

軸箱支持装置は、台車枠に対して軸箱を適切に弾性支持することで、台車枠に対する前後の輪軸の相対姿勢を線路の状況や走行条件に応じて変化させ、直線走行時の直進安定性と曲線走行時の転向性とを確保する（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３を参照）。

特開２００２−３３１９３０号公報 特開２００８−２４７１７３号公報 特開２００９−３５２０１号公報

軸箱支持装置の車両前後方向の支持剛性を高くすると直線走行時の蛇行を抑制することができ直進安定性が向上するが、曲線走行時の輪軸の自己操舵能力が低下するために転向性（輪軸の鉛直軸回りの回転性能）が落ちる。逆に、前後方向の支持剛性を下げれば転向性は向上するが蛇行を防止する能力が低下して直進安定性が落ちる。

本発明は、こうした事情を鑑みてなされたものであり、直線走行時の直進安定性と曲線走行時の転向性とのバランスを可変できる軸箱支持装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するための第１の発明は、ゴム体（例えば、図４の第１ブッシュ１４５、第２ブッシュ１４７）を有して軸箱を弾性支持する軸箱支持装置であって、前記ゴム体は磁性弾性体を有して構成され、前記磁性弾性体へ磁界を印加するための磁界印加部（例えば、図４の第１系統コイル１５１、第２系統コイル１５２）と、前記磁界印加部による磁界の印加を可変に制御する制御部（例えば、図１の制御装置１１０）と、を備えた軸箱支持装置である。

第１の発明によれば、磁性弾性体へ印加する磁界を制御することで、軸箱の弾性支持に係る剛性を可変することができる。換言すれば、直線走行時の直進安定性と曲線走行時の転向性とのバランスを可変できる。例えば、直進安定性が重視される走行条件では剛性を高め、転向性が重視される走行条件では剛性を低くするといった具合に、その時々の状況に応じて直進安定性と転向性との適切なバランスを実現することができる。
運行速度の高速化や運行する線区の変更があったとしても、固定的な剛性設定では実現できなかった高いレベルでの走行安定性や優れた乗り心地を実現可能となる。

軸箱支持装置が、モノリンク式やアルストム式、軸梁式等のように、リンクや軸梁を含む構成の場合には、第２の発明として、前記軸箱と台車枠とを連結し、前記軸箱を上下方向に揺動可能に支持する梁部（例えば、図４のリンク１４２）を備え、前記ゴム体は、前記梁部と前記軸箱とを接続する軸部、及び、前記梁部と前記台車枠とを接続する軸部、のうちの少なくとも一方に設けられたブッシュである、第１の発明の軸箱支持装置を構成すると好適である。

ゴム体に磁界を印加する方法は適宜選択可能であるが、例えば第３の発明として、前記磁界印加部が、中心軸を前記軸部の軸方向に沿って配置したコイル（例えば、図４の第１系統コイル１５１、第２系統コイル１５２）を有する、第２の発明の軸箱支持装置を構成することができる。

第３の発明によれば、励磁手段としてコイルを用いることで、剛性の制御に係る自由度が高くなり好適である。

第４の発明は、前記磁界印加部が、前記コイルを複数有し、前記制御部が、励磁電流を印加する前記コイルを選択することで前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、第３の発明の軸箱支持装置である。

また、第５の発明は、前記磁界印加部が、前記ゴム体を挟んで前記軸方向に沿って前記コイルを配置したコイルセットを複数有し、前記制御部は、励磁電流を印加する前記コイルセットを選択することで前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、第３又は第４の発明の軸箱支持装置である。

第４及び第５の発明によれば、軸箱の弾性支持に係る剛性をより多様に変更できるようになる。

尚、磁界を印加する方法はコイルに限らない。例えば、第６の発明として、前記磁界印加部が、磁石（例えば、図１０及び図１１の永久磁石１６０）と、当該磁石の前記磁性弾性体に対する相対位置を変化させる機構部（例えば、図１０及び図１１のリニアアクチュエータ１６４）とを有し、前記制御部は、前記機構部を制御することで、前記磁界の印加を可変に制御する、第１又は第２の発明の軸箱支持装置を構成することが可能である。

また、第７の発明として、前記ゴム体は、前記軸部の軸周方向のうち、少なくとも台車前後方向に係る部分に前記磁性弾性体を有し、前記磁界印加部は、磁石と、前記軸周方向に前記磁石の位置を変化させる機構部（例えば、図１３及び図１４のウォームホイール１８２、ウォームギア１８４、減速ギア１８６、モータ１８８）とを有し、前記制御部は、前記機構部を制御することで、前記磁界の印加を可変に制御する、第２の発明の軸箱支持装置を構成することもできる。

第８の発明は、前記制御部が、現在の走行条件に対応づけられた磁界印加設定（例えば、図６の磁界印加設定データ５１２）に従って、前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、第１〜第７の何れかの発明の軸箱支持装置である。

第８の発明によれば、現在の走行条件に応じて軸箱の弾性支持に係る剛性を変更できるため、走行条件に応じて細やかに直進安定性と転向性のバランスを調整することができる。

なお、走行条件は適宜設定可能である。
例えば、第９の発明として、前記制御部が、走行位置の線路条件を前記走行条件に含め、当該線路条件に対応づけられた磁界印加設定に従って前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、第８の発明の軸箱支持装置を構成することができる。
線路条件のパラメータは、例えば、走行位置が直線であるか曲線であるかの区分、曲線の半径、カントの有無などを適宜設定可能である。

また、第１０の発明として、前記制御部が、走行速度を前記走行条件に含め、当該走行速度に対応づけられた磁界印加設定に従って前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、第８又は第９の発明の軸箱支持装置を構成することもできる。

また更には、第１１の発明として、前記制御部が、走行位置の走行速度条件を前記走行条件に含め、当該走行速度条件に対応づけられた磁界印加設定に従って前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、第８〜第１０の何れかの発明の軸箱支持装置を構成することもできる。
走行速度条件のパラメータは、例えば制限速度、高速走行区域か低速走行区域かの区別、ミニ新幹線の新幹線区間と在来線区間の区分、などを適宜設定可能である。

第１実施形態の軸箱支持装置の構成例を示す図。 第１実施形態における軸箱支持部の構成例を示す上面図。 第１実施形態における軸箱支持部の構成例を示す側面図。 図２に対応するケースの部分を断面とした上面視部分断面図。 図３に対応するケースの部分を断面とした側面視部分断面図。 制御装置の記憶装置が記憶するプログラム及びデータの構成例を示す図。 第１実施形態における第１系統コイル及び第２系統コイルへの通電制御の例を示す図。 第２実施形態における軸箱支持部の構成例を示すケースの部分を断面とした上面視部分断面図。 第３実施形態における軸箱支持部の構成例を示す上面視部分断面図。 第３実施形態における軸箱支持部の構成例を示す側面視部分断面図。 図１０とは異なる作動状況における側面視部分断面図。 第４実施形態における軸箱支持部の構成例を示す上面視部分断面図 第４実施形態における軸箱支持部の構成例を示す側面視部分断面図。 図１３とは異なる作動状況における側面視部分断面図。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明を適用した第１実施形態の軸箱支持装置１００の構成例を示す図であって、（１）車両全体図と、２）台車周りの拡大図とを含む。
軸箱支持装置１００は、鉄道用車両の車体５に搭載された制御装置１１０と、車体５に搭載された走行位置検知装置１２２と、車体５に搭載された旋回検出装置１２４と、台車３０の軸箱３２を弾性支持するモノリンク式の軸箱支持部１４０と、を有する。

制御装置１１０は、コンピュータであって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１や、ＩＣメモリやハードディスクなどにより実現される記憶装置１１２、外部装置との信号の入出力を制御するインターフェースＩＣ１１４、電流制御回路１１６、などを搭載する。

そして、制御装置１１０は、記憶装置１１２に記憶されている制御プログラムや各種データなどに基づいてＣＰＵ１１１が演算処理することによって、信号線１０４で接続された走行位置検知装置１２２や旋回検出装置１２４などからの入力信号に基づいて外部に制御信号や制御電流を出力して、軸箱支持部１４０が軸箱３２を支持する前後方向剛性を制御することができる。なお、制御装置１１０が、主電動機の駆動を制御する制御装置の一機能として実現される構成としてもよいことは勿論である。

走行位置検知装置１２２は、車体５が現在走行している位置を知るための情報、例えば、緯度経度や移動速度、所定基準点からの移動距離などを取得するための装置である。例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの人工衛星６からの電波信号を用いる衛星測位システムや、所定の地上電波基地局からの電波を利用した地上系測位システムなどを利用する測位装置で実現される。その他、停車駅での停車毎に位置補正される慣性航法装置や、輪軸３４に連動するタコジェネレータや回転ピックアップセンサーの出力を元に移動速度や移動距離を算出する走行位置算出装置、などで実現することもできる。

旋回検出装置１２４は、車両の左右旋回速度を検出する装置である。例えば、車体５や台車３０に搭載された鉛直軸周りの回転を検出するヨーレートセンサーが利用可能である。また、車体５と台車３０のボギー角を検出する公知技術も利用可能である。また、輪軸３４のねじれや、車体５と台車３０とを連結する中心ピンのねじれ、リンク１４２（図２，図３参照）のねじれを歪センサー等で測定し、車両の左右旋回速度を算出する公知技術などでも実現できる。また、ボルスタレス台車であればＺリンクのリンク部に設けた歪センサーや、一本リンクのねじり角を検出するセンサーなどによって車両の左右旋回速度を算出する公知技術で実現するとしてもよい。

本実施形態の軸箱支持部１４０は、一つの軸箱３２を台車枠３６に一つのリンク（梁部とも言える）で連結支持するモノリンク式である。本実施形態では、制御装置１１０からの信号線１０４は、柔軟性を有する蛇腹１４１を通じて軸箱支持部１４０に接続されている。

図２及び図３は、本実施形態における軸箱支持部１４０の構成例を示す上面図及び側面図である。リンク１４２の両端部は防水型のケース１４４により覆われており、それぞれのケース１４４には蛇腹１４１から信号線１０４を挿通できる配管１４３が連結されている。

図４及び図５はケース１４４の部分を断面とした部分断面図であり、前者は図２に対応し、後者は図３に対応する。
リンク１４２の一方の端部（図３〜５の右方端）には第１ブッシュ１４５が嵌着されており、台車枠連結軸１４６により台車枠３６に対して上下揺動可能に軸支されている。他方の端部（図３〜５の左方端）には、第２ブッシュ１４７が嵌着されており、軸箱連結軸１４８により軸箱３２に対して上下揺動可能に軸支されている。

第１ブッシュ１４５及び第２ブッシュ１４７は、ともに円環状型ゴム体であって、印加される磁界強度によって弾性が変化する磁性弾性体を有するブッシュである。本実施形態では全周が略均一な材料でできているものとするが、部分的（少なくともリンク１４２の長手方向の側部；車両前後方向の側部）に磁性弾性材料を有する異方性を有する構成であってもよい。

そして、台車枠連結軸１４６の軸方向に沿って第１ブッシュ１４５を挟むようにして、第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２の各コイルセットが固定されている。同様に、反対側の軸箱連結軸１４８についても、軸方向に沿って第２ブッシュ１４７を挟むようにして第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２の各コイルセットが固定されている。

第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２は、制御装置１１０により系統別に通電されて励磁されるコイルセットであって、台車枠連結軸１４６が挿通可能なリングコイルで構成される。そして、各コイルは系統別に信号線１０４に接続されており、制御装置１１０の電流制御回路１１６によって通電制御され、所定方向への磁界を発生させる。

図６は、制御装置１１０の記憶装置１１２が記憶するプログラム及びデータの構成例を示す図である。
本実施形態の記憶装置１１２は、剛性制御プログラム５０２と、線路データ５１０と、磁界印加設定データ５１２と、走行位置データ５２１と、走行速度５２３と、旋回速度５２５と、キロ程５２７と、を記憶する。勿論、これら以外にも、フラグ、カウンタ、演算途中の値などを適宜記憶することができる。

剛性制御プログラム５０２は、走行位置検知装置１２２や旋回検出装置１２４などからの入力信号に基づいて電流制御回路１１６を介して第１系統コイル１５１や第２系統コイル１５２へ系統別に出力電流を調整して、第１ブッシュ１４５や第２ブッシュ１４７へ印加する磁界強度を制御する機能を実現させる。

線路データ５１０は、キロ程で定義された範囲別に予め用意されており、線路形状データ（例えば、直線／曲線の識別子、曲線半径、カントなど）、当該範囲の制限速度や高速／低速走行の走行区分などの走行速度条件を対応づけて格納する。なお、キロ程範囲は緯度経度の範囲で代用するとしてもよい。

磁界印加設定データ５１２は、走行条件５１４別に用意されており、第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２で発生させる磁界強度を制御する励磁目標制御値５１６を対応づけて格納する。

走行条件５１４は、例えば、走行位置条件、走行速度条件、旋回条件、線路条件の一つ又は複数の組み合わせで設定される。
走行位置条件は、現在車両が走行している位置に関する条件であって、走行位置検知装置１２２の仕様に応じてキロ程又は緯度経度を用いて定義される。
走行速度条件は、車両走行速度に関する条件であって、例えば、走行位置検知装置１２２で取得される位置情報の時間当たりの変化量、運転台から取得される走行速度の指示値などで定義できる。
旋回条件は、鉄道車両が直線を走行しているか曲線を走行しているか、曲線を走行しているならばどれほどの旋回であるかに関する条件である。例えば、旋回検出装置１２４で検出されるヨーレートを用いて定義される。
線路条件は、現在走行している線路に関する条件であって、例えば、線路形状や走行速度条件（例えば、制限速度）、高速走行区か低速走行区かの区別、などで定義される。

励磁目標制御値５１６は、対応する走行条件５１４において最適またはほぼ最適な直進安定性（蛇行抑制性）と転向性（自己操舵性）とのバランスを実現するための目標制御値を定義する。換言すると、第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２に要求される車両前後方向の支持剛性を定義する。

制御装置１１０のＣＰＵ１１１は、走行位置検知装置１２２で検知・取得された情報や旋回検出装置１２４で検出された旋回速度などから、現在の走行位置データ５２１、走行速度５２３、旋回速度５２５、キロ程５２７などを算出する。そして、これらの値が適合する走行条件５１４を有する磁界印加設定データ５１２を一つ選択し、対応づけられている励磁目標制御値５１６を元に電流制御回路１１６を制御して、第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２への電流を制御する。

図７は、励磁目標制御値５１６で定義される本実施形態における第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２への通電制御の例を示す図である。
本実施形態では、第１ブッシュ１４５及び第２ブッシュ１４７に要求される剛性を３段階に分け、段階別に第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２への通電をＯＮ／ＯＦＦすることで実現する。

３段階のうち最も要求剛性が低い段階では、第１系統コイル１５１と第２系統コイル１５２の両方とも通電はせず、ブッシュの母材となっている合成樹脂本来の弾性のみが作用するようにする。要求剛性が中間の段階では、一方の系統のコイルには通電するが他方は通電させない。３段階のうち最も要求剛性が高い段階では、両系統のコイルに通電する。つまり、本実施形態の励磁目標制御値５１６は系統別の通電の有無を定義することになる。

なお、要求剛性の段階は３段階に限らず、中間段階を省略した２段階や、４段階以上（連続無段階や、実質的に連続無段階に相当する多段階を含む）で設定してもよい。後者の場合には、第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２への通電制御は単純なＯＮ／ＯＦＦではなく通電量（通電電流）を調整することとする。当然その場合、励磁目標制御値５１６は系統別の目標制御値を定義することになる。

以上、本実施形態によれば、車両が現在走行している軌道のカーブや走行速度等を検出して、それらをファクターとする様々な走行条件に応じて軸箱支持装置１００による軸箱の弾性支持に係る剛性を変更することができる。換言すれば、その時々の状況に応じて直進安定性と転向性との適切なバランスを実現することができる。運行速度の高速化や運行する線区の変更があったとしても、固定的な剛性設定では実現できなかった高いレベルでの走行安定性や優れた乗り心地を実現可能となる。

尚、励磁用コイルを２系統用意したが、１系統に省略する構成や、３系統以上設ける構成も可能である。

また、リンク１４２の台車枠連結軸１４６の側と軸箱連結軸１４８の側の両方の連結部に磁性弾性ブッシュを設けるとともに励磁用のコイルを配置したが、何れか一方の側にのみ磁性弾性ブッシュと励磁用コイルを配置し、他方は従来通りの剛性が固定のゴムブッシュを用いる構成とすることも可能である。

また、本実施形態では第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２をリンク１４２に外付けする構成であるが、第１ブッシュ１４５や第２ブッシュ１４７と同様にして、リンク１４２の連結端に嵌着する構成としてもよい。

また、本実施形態では、第１ブッシュ１４５や第２ブッシュ１４７として、印加される磁界が強いほど硬くなる弾性特性を有した磁性弾性体を用いたが、磁界を印加すると柔らかくなる弾性特性を有する磁性弾性体を用いる構成も可能である。この場合、図７で示した第１ブッシュ１４５や第２ブッシュ１４７に要求される剛性と励磁制御の関係は逆転する。すなわち、通電するべきところを非通電とし、非通電とすべきところを通電と読み替えればよい。

〔第２実施形態〕
次に、本発明を適用した第２実施形態について説明する。尚、第１実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付与して重複する説明は省略する。

本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様に実現されるが、第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２の固定位置が異なる。具体的には、図８に示すように、本実施形態の軸箱支持部１４０Ｂでは、第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２を、リンク１４２ではなく軸箱３２や台車枠３６の側に固定する。コイルの固定位置は異なるが本実施形態でも第１実施形態と同様の効果が得られる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明を適用した第３実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様に実現されるが、磁性弾性体へ磁界を印加するための構成と、輪軸の鉛直軸回りの回転を検出するための検出に係る構成と、が異なる。なお、第１及び第２実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付与して重複する説明は省略する。

図９は、本実施形態における軸箱支持部１４０Ｃの構成例を示す図であって、ケース１４４を部分的にカットして示す上面視部分断面図である。図１０及び図１１は同様の側面視部分断面図であって、第２系統コイル１５２への磁界印加制御の状態違いを示している。

磁性弾性体へ磁界を印加するための構成として、本実施形態の軸箱支持部１４０Ｃは、第１実施形態の第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２に代えて、先端に永久磁石１６０が装着されたロッド１６２の突出量を可変するリニアアクチュエータ１６４を備える。リニアアクチュエータ１６４からの信号線１０４（図９参照）は蛇腹１４１を通じて制御装置１１０に接続されている。ロッド１６２の突出量すなわち永久磁石１６０と第２系統コイル１５２との相対位置・相対距離は、制御装置１１０により制御され、第２系統コイル１５２に作用する磁界の強度が調整される。

具体的には、制御装置１１０は、第２ブッシュ１４７（磁性弾性体）に要求される剛性が高い場合すなわちブッシュを硬くする場合は、図１０に示すように、ロッド１６２を突出させて永久磁石１６０を第２系統コイル１５２に近づける。逆に、要求される剛性が低い場合すなわちブッシュを柔らかくする必要がある場合には、図１１に示すように、ロッド１６２の突出量を小さくして永久磁石１６０を第２系統コイル１５２から離す。

また、軸箱支持部１４０Ｃは、輪軸３４の鉛直軸回りの回転を検出するための検出部１７０を備える。検出部１７０は、第１ブッシュ１４５（図４，図５参照）に代えてリンク１４２に嵌着された圧電ゴムブッシュ１７２と、圧電ゴムブッシュ１７２の内周及び外周に取り付けられた電極対１７４とを有する。

圧電ゴムブッシュ１７２は、圧縮力に応じた電圧を内周と外周との間に発生させることのできる公知の圧電弾性体でできたブッシュである。電極対１７４からの信号線１０４（図９参照）は蛇腹１４１を介して制御装置１１０へ接続される。

鉄道車両が曲線区画を走行すると、輪軸３４（図１参照）が旋回するための前後接線力に応じた力が圧電ゴムブッシュ１７２に作用し、圧電ゴムブッシュ１７２に圧力が加わる。従って、圧電ゴムブッシュ１７２に生じた電圧が高いほど鉄道車両は旋回度合が高いと推定できる。換言すれば、曲線区画を走行しているか否かを推定することができる。よって、検出部１７０は、走行位置検知装置１２２や旋回検出装置１２４（図１参照）と併用または代用することができる。

例えば、制御装置１１０は、通常、第２ブッシュ１４７（磁性弾性体）を高剛性とするための第１の印加制御を行って、永久磁石１６０を第２ブッシュ１４７に近づける。しかし、検出部１７０により検出された電圧が、輪軸３４の鉛直軸回りの回転角が所定以上となる状態を示す値で所定時間（例えば１秒間）継続した場合には第２ブッシュ１４７を低剛性とするための第２の印加制御を行い、永久磁石１６０を第２ブッシュ１４７から離す。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、走行位置検知装置１２２や旋回検出装置１２４を省略することも可能となる。
なお、圧電ゴムブッシュ１７２を軸箱連結軸１４８側に設けて、永久磁石１６０で磁界を印加する対象を第２ブッシュ１４７から第１ブッシュ１４５とした構成も可能である。

〔第４実施形態〕
次に、本発明を適用した第４実施形態について説明する。
図１２〜図１４は、本実施形態における軸箱支持部１４０Ｄの構成例を示す図である。図１２はケース１４４を部分的にカットして示す上面視部分断面図である。図１３及び図１４は同側面視部分断面図であるが作動状態違いを示している。尚、第１〜第３実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付与している。

本実施形態の軸箱支持部１４０Ｄは、台車枠連結軸１４６と係合するブッシュが、弾性特性が固定の一般的なゴムブッシュ１３０とされる。軸箱連結軸１４８と係合する側は、第３実施形態と同様に第２ブッシュ１４７へ永久磁石で磁界を印加する構成であるが、永久磁石の相対位置を第２ブッシュ１４７の軸周方向に変えることで前後方向の支持剛性を変更する点が特徴とされる。

具体的には、軸箱連結軸１４８の軸方向に第２ブッシュ１４７を挟むようにして、永久磁石１８０を保持したウォームホイール１８２を隣接させる（図１２参照）。永久磁石１８０は軸周方向の長さが第２ブッシュ１４７に比べて小さく、第２ブッシュ１４７の軸周面の一部（例えば、４５°程度の略扇状範囲）にのみ限定的に磁界を印加する程度の大きさとされる。図１３，１４の例では、１箇所にのみ永久磁石１８０を保持しているが、直径関係を成す反対位置にもう一つ同じ永久磁石１８０を設ける構成も可能である。

そして、ウォームホイール１８２はウォームギア１８４に螺合しており、ウォームギア１８４は減速ギア１８６を介して制御装置１１０により駆動制御されるモータ１８８の回転軸に螺合されている。従って、モータ１８８を駆動制御することにより、第２ブッシュ１４７に対して永久磁石１８０によって発せられる磁界の印加位置を変更することができる。

永久磁石１８０が発生する磁界は第２ブッシュ１４７の局所にしか作用しないので、図１３に示すように、永久磁石１８０が、第２ブッシュ１４７の上部或いは下部に位置する場合には、前後方向の剛性を決定づける第２ブッシュ１４７の前後方向部分（図１３で言うところの左右横方向の部分）には磁界が印加されない、あるいは印加されても剛性を変える程には至らない。従って、第２ブッシュ１４７の車両前後方向の剛性は低いままとなり、直進安定性（蛇行抑制性）よりも転向性（自己操舵性）が重視されたセッティングとなる。

一方、図１４に示すように、永久磁石１８０が第２ブッシュ１４７の前部或いは後部（図１４で言うところの左右横方向の部分）に移動されると、第２ブッシュ１４７の車両前後方向の部分（図１４で言うところの左右横方向の部分）に磁界が局所的に印加される。従って、第２ブッシュ１４７による車両前後方向の剛性が高くなり、転向性よりも直進安定性を重視したセッティングとなる。

また、本実施形態の検出部１７０Ｄは、歪みゲージを用いてリンク１４２の歪みに基づいて輪軸の鉛直軸回りの回転を検出する。具体的には、図１３に示すように、リンク１４２に対して直接的に歪みゲージ１７６を貼設したのち防水カバー１７８で覆って、信号線を蛇腹１４１で引き出して制御装置１１０へ接続させる。これ以外にも、リンク１４２を台車枠側ピースと軸箱側ピースの２ピース構成として、両ピースの間に歪みゲージを内蔵したロードセルを組み込んで一体化させる構成でもよい。

鉄道車両が曲線区画を走行すると、輪軸３４（図１参照）が旋回するための前後接線力に応じた力が、リンク１４２に圧縮力として作用する。従って、歪みゲージ１７６で検出された歪みが高いほど鉄道車両は旋回度合が高いと推定できる。換言すれば、曲線区画を走行しているか否かを推定することができる。よって、本実施形態の検出部１７０Ｄもまた、走行位置検知装置１２２や旋回検出装置１２４（図１参照）と併用または代用することができる。

具体的には、本実施形態の制御装置１１０は、検出部１７０Ｄで検出された歪みから曲線走行をしていると推定された場合には、第２の印加制御を行って、第２ブッシュ１４７を自己操舵性重視のセッティングにする（図１３参照）。反対に直線走行をしていると推定される場合には、第１の印加制御を行って、第２ブッシュ１４７を蛇行抑制重視のセッティングに変更する（図１４参照）。

このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、走行位置検知装置１２２や旋回検出装置１２４を省略することも可能となる。
なお、ゴムブッシュ１３０を軸箱連結軸１４８側に設けて、永久磁石１８０で磁界を印加する対象を第２ブッシュ１４７から第１ブッシュ１４５とした構成も可能である。

〔変形例〕
以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、発明の適用形態はこれらに限定されるものではなく構成要素を適宜、追加・省略・変更することができる。

例えば、上記実施形態では軸箱支持装置をモノリンク式として説明したが、軸箱と台車枠とをゴムブッシュを介して連結・支持する他の方式、例えば、２本リンク式などとも呼ばれる「アルストム式」や「軸梁式」の軸箱支持装置についても同様に適用可能である。
具体的には、それらの軸箱支持装置におけるゴムブッシュを、上記実施形態における第１ブッシュ１４５または第２ブッシュ１４７に置き換え、それらに磁界を印加する構成（第１実施形態の第１系統コイル１５１及び第２系統コイル１５２；第３実施形態の永久磁石１６０，ロッド１６２，リニアアクチュエータ１６４；第４実施形態の永久磁石１８０、ウォームホイール１８２、ウォームギア１８４、減速ギア１８６、モータ１８８）と、磁界の印加を可変に制御する構成（第１実施形態〜第４実施形態の制御装置１１０）と、
を追加すればよい。

更には、「円錐積層ゴム式」「積層ゴム式」「積層ゴムブッシュ片側支持方式の軸はり式」の軸箱支持装置についても適用できる。これらの形式については、第１系統コイル１５１や第２系統コイル１５２（あるいはこれらに代わる要素）を、円錐積層ゴムや積層ゴム、積層ゴムブッシュに磁界を印加できる位置に適当なサイズで設ければよい。

１０…台車
３０…台車
３２…軸箱
３４…輪軸
３６…台車枠
１００…軸箱支持装置
１０４…信号線
１１０…制御装置
１１１…ＣＰＵ
１１２…記憶装置
１１４…インターフェースＩＣ
１１６…電流制御回路
１２２…走行位置検知装置
１２４…旋回検出装置
１３０…ゴムブッシュ
１４０〜１４０Ｄ…軸箱支持部
１４１…蛇腹
１４２…リンク
１４３…配管
１４４…ケース
１４５…第１ブッシュ
１４６…台車枠連結軸
１４７…第２ブッシュ
１４８…軸箱連結軸
１５１…第１系統コイル
１５２…第２系統コイル
１６０…永久磁石
１６２…ロッド
１６４…リニアアクチュエータ
１７０，１７０Ｄ…検出部
１７２…圧電ゴムブッシュ
１７４…電極対
１７６…歪みゲージ
１７８…防水カバー
１８０…永久磁石
１８２…ウォームホイール
１８４…ウォームギア
１８６…減速ギア
１８８…モータ
５０１…システムプログラム
５０２…剛性制御プログラム
５１０…線路データ
５１２…磁界印加設定データ
５１４…走行条件
５１６…励磁目標制御値
５２１…走行位置データ
５２３…走行速度
５２５…旋回速度
５２７…キロ程

Claims (10)

1. 軸箱を弾性支持する軸箱支持装置であって、
   前記軸箱と台車枠とを連結して前記軸箱を上下方向に揺動可能に支持する支持部と、
   前記支持部と前記軸箱とを接続する軸部、及び、前記支持部と前記台車枠とを接続する軸部、のうちの少なくとも一方に設けられた、磁性弾性体を有するゴム体と、
   中心軸を前記ゴム体が設けられた前記軸部の軸方向に沿って配置して前記磁性弾性体へ磁界を印加するためのコイルを有する磁界印加部と、
   前記磁界印加部による磁界の印加を可変に制御する制御部と、
   を備えた軸箱支持装置。
2. 前記磁界印加部は、前記コイルを複数有し、
   前記制御部は、励磁電流を印加する前記コイルを選択することで前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、
   請求項１に記載の軸箱支持装置。
3. 前記磁界印加部は、前記ゴム体を挟んで前記軸方向に沿って前記コイルを配置したコイルセットを複数有し、
   前記制御部は、励磁電流を印加する前記コイルセットを選択することで前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、
   請求項１又は２に記載の軸箱支持装置。
4. ゴム体を有して軸箱を弾性支持する軸箱支持装置であって、
   前記ゴム体は磁性弾性体を有して構成され、
   磁石と当該磁石の前記磁性弾性体に対する相対位置を変化させる機構部とを有する前記磁性弾性体へ磁界を印加するための磁界印加部と、
   前記機構部を制御することで、前記磁界印加部による磁界の印加を可変に制御する制御部と、
   を備えた軸箱支持装置。
5. 軸箱を弾性支持する軸箱支持装置であって、
   前記軸箱と台車枠とを連結して前記軸箱を上下方向に揺動可能に支持する支持部と、
   前記支持部と前記軸箱とを接続する軸部、及び、前記支持部と前記台車枠とを接続する軸部、のうちの少なくとも一方に設けられ、当該軸部の軸周方向のうち、少なくとも台車前後方向に係る部分に磁性弾性体を有するゴム体と、
   磁石と前記軸周方向に前記磁石の位置を変化させる機構部とを有する前記磁性弾性体へ磁界を印加するための磁界印加部と、
   前記機構部を制御することで、前記磁界印加部による磁界の印加を可変に制御する制御部と、
   を備えた軸箱支持装置。
6. 前記制御部は、現在の走行条件に対応づけられた磁界印加設定に従って、前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の軸箱支持装置。
7. 前記制御部は、走行位置の線路条件を前記走行条件に含め、当該線路条件に対応づけられた磁界印加設定に従って前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、
   請求項６に記載の軸箱支持装置。
8. 前記制御部は、走行速度を前記走行条件に含め、当該走行速度に対応づけられた磁界印加設定に従って前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、
   請求項６又は７に記載の軸箱支持装置。
9. 前記制御部は、走行位置の走行速度条件を前記走行条件に含め、当該走行速度条件に対応づけられた磁界印加設定に従って前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、
   請求項６〜８の何れか一項に記載の軸箱支持装置。
10. 輪軸の鉛直軸回りの回転を検出するための検出部を備え、
    前記制御部は、前記検出部の検出結果を用いて前記磁界印加部による磁界の印加を制御する、
    請求項１〜５の何れか一項に記載の軸箱支持装置。

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