JP6492362B2 - 車体傾斜制御装置 - Google Patents
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Description
枕ばねは、前記台車の幅方向の両側にそれぞれ配される空気ばねであって、前記車体の傾きに応じて前記空気ばねの空気圧を調整して前記車体の高さを変化させる自動高さ調整弁を備えている。
ロータリーアクチュエーターは、非作動時に前記トーションバーの回動を制動するブレーキ機構を備え、前記ブレーキ機構が、前記自動高さ調整弁による前記空気ばねの空気圧の調整に伴う前記トーションバーの回動を許容する制動力で前記トーションバーの回動を制動する。
このようにすることで、ロータリーアクチュエーターを作動させることによってトーションバーを捻じることができる。さらに、トーションバーの両端に設けられたリンクによって、トーションバーの捩じれにより生じたトルクを、車体の幅方向の両側を互いに上下反対方向に変位させる力に変換することができる。そのため、固渋の不具合が生じ難いロータリーアクチュエーターを用いて、車体を傾斜させることができる。その結果、コスト増加や重量増加を抑制することができる。
また、自動高さ調整弁を備える空気ばねのシステムを搭載し、且つ、トーションバー式のアンチローリング機構を有している車両の場合に、ロール剛性を確保しつつ、機構が複雑化することなしに車体傾斜を実現できる。
さらに、ロータリーアクチュエーターへの電気などの動力源の供給が停止して、ロータリーアクチュエーターが非作動状態となったときに、ブレーキ機構によってトーションバーの回動が制動される。これにより、動力源の供給が停止された時点でロール剛性を確保することができる。そのため、車両が曲線を走行しているときにロール剛性が低下して乗り心地が低下することを抑制できる。さらに、空気ばねの空気圧の調整に伴うトーションバーの回動は許容されるので、空気ばねの空気圧を調整すれば、車体の傾斜角を変化させることができる。そのため、ロール剛性を確保したまま、車体を水平状態に戻すことができる。
このように差圧弁に対して第一連通弁が並列に設けられていることで、トーションバーを用いた車体傾斜を行う際に、第一連通弁を作動させて開放させれば、空気ばね同士に差圧が発生することを抑制できる。そのため、トーションバーを用いて車体傾斜を行う際に、片側の空気ばねの空気圧だけが高くなって車体傾斜が阻害されることを抑制できる。また、第一連通弁が非作動となった場合には、第二空気配管が閉塞されるので、第一連通弁が非作動状態となるフェール時などには、空気ばね同士に差圧を生じさせて、空気ばねにより車体を水平に戻すことが可能となる。
このように構成することで、トーションバーを用いて車体傾斜を行う際に空気供給配管を閉塞して、自動高さ調整弁による空気ばねの空気圧調整をキャンセルすることができる。そのため、トーションバーを用いた車体傾斜の動作が阻害されることを抑制できる。一方で、非作動となった場合には、空気供給配管の閉塞が解除される。そのため、フェール時などには、自動高さ調整弁による空気ばねの空気圧調整が行われて、車体を水平状態に戻すことが可能となる。
図1は、この発明の実施形態における車両の構成を示す正面図である。図2は、この発明の実施形態における車両の構成を示す側面図である。
図1、図2に示すように、この実施形態の車両1は、鉄道車両であって、台車2と車体3とを備えている。
台車2は、輪軸5と、軸ばね(図示せず)と、台車枠7と、空気ばね8と、アンチローリング装置9と、を備えている。
図3に示すように、車体傾斜制御装置20は、上述した空気ばね8、アンチローリング装置9、および、ロータリーアクチュエーター15の他に、空気供給配管21と、自動高さ調整弁22と、補助空気室23と、第一空気配管24と、差圧弁25と、第二空気配管26と、第一連通弁27と、第二連通弁28と、を備えている。ここで、空気ばね8、空気供給配管21と、自動高さ調整弁22と、補助空気室23と、第一空気配管24と、差圧弁25と、は、台車2に対して車体3を水平に保持する、いわゆる自動高さ調整装置を構成する。
<通常走行時>
停車中や低速走行中等、車体3を傾斜させる必要が無い場合、制御装置100は、車体3が水平を保つように制御を行う。より具体的には、制御装置100は、第一連通弁27を閉塞させて、第二連通弁28を開放させる。これにより、空気ばね8の空気圧が自動高さ調整弁22によって自動的に調整され、車体3が水平状態を保つ。
制御装置100は、車体3の傾斜制御を必要とするか否かを判定する。傾斜制御が必要と判定された場合、制御装置100は、第一連通弁27と第二連通弁28とに対して通電する。これにより第一連通弁27が開放されて、第二空気配管26を介して空気ばね8同士が連通される。さらに、第二連通弁28が閉塞されて、空気ばね8から自動高さ調整弁22が切り離される。
例えば、何らかの不具合により制御装置100への通電が停止した場合、ロータリーアクチュエーター15、第一連通弁27、および、第二連通弁28は、それぞれ非作動状態となる。そのため、ロータリーアクチュエーター15のブレーキ機構16によりトーションバー12が制動される。これにより、アンチローリング装置によるロール剛性が確保される。さらに、第一連通弁27が閉塞、第二連通弁28が開放される。これにより、自動高さ調整弁22が空気ばね8の高さを調整可能な状態となる。このとき、空気ばね8の高さ調整に伴いトーションバー12に作用する力は、ブレーキ機構16の制動力を上回るため、車体3がロール剛性を確保しつつ水平状態に戻される。
さらに、ブレーキ機構16によってトーションバー12の回動が制動されていても、空気ばね8の空気圧の調整に伴うトーションバー12の回動は許容される。そのため、空気ばね8の空気圧を調整すれば、車体3の傾斜角を変化させることができる。これにより、ロール剛性を確保したまま、車体3を水平状態に戻すことができる。
例えば、上述した実施形態においては、ロータリーアクチュエーター15とブレーキ機構16とを一体に設ける場合について説明した。しかし、ロータリーアクチュエーター15とブレーキ機構16とを個別に設けるようにしても良い。
2 台車
3 車体
5 輪軸
5a 車軸
5b 車輪
7 台車枠
8 空気ばね
9 アンチローリング装置
12 トーションバー
13 アーム
14 リンク
15 ロータリーアクチュエーター
16 ブレーキ機構
20 車体傾斜制御装置
21 空気供給配管
22 自動高さ調整弁
23 補助空気室
24 第一空気配管
25 差圧弁
26 第二空気配管
27 第一連通弁
28 第二連通弁
29 レバー
30 配管
100 制御装置
R レール
Claims (3)
- 車体と、
枕ばねを介して前記車体を支持する台車と、を備えた車両の車体傾斜制御装置であって、
前記台車の幅方向に延びる軸線を有し、前記軸線を中心とする周方向に回動可能に前記台車又は前記車体に支持されるトーションバーと、
前記トーションバーの両端に設けられて、前記トーションバーの周方向の捩じれにより生じるトルクによって前記車体の幅方向の両側を互いに上下反対方向に変位させるリンクと、
前記トーションバーに連係されて前記トーションバーに捩り方向の力を加えるロータリーアクチュエーターと、
を有し、
前記枕ばねは、前記台車の幅方向の両側にそれぞれ配される空気ばねであって、
前記車体の傾きに応じて前記空気ばねの空気圧を調整して前記車体の高さを変化させる自動高さ調整弁を備え、
前記ロータリーアクチュエーターは、
非作動時に前記トーションバーの回動を制動するブレーキ機構を備え、
前記ブレーキ機構は、
前記自動高さ調整弁による前記空気ばねの空気圧の調整に伴う前記トーションバーの回動を許容する制動力で前記トーションバーの回動を制動する車体傾斜制御装置。 - 前記台車の幅方向の両側にそれぞれ配される前記空気ばね同士を連通可能な第一空気配管と、
前記第一空気配管に設けられて前記空気ばね同士の差圧が所定の差圧を上回ったとき開弁する差圧弁と、
前記第一空気配管と並列に設けられて前記空気ばね同士を連通可能な第二空気配管と、
前記第二空気配管に設けられて、非作動時に閉塞される第一連通弁と、を備える請求項1に記載の車体傾斜制御装置。 - 前記自動高さ調整弁と前記空気ばねとの間の空気供給配管に設けられて非作動時に開放される第二連通弁を備える請求項2に記載の車体傾斜制御装置。
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