JPH06278604A - 鉄道車両用油圧式車体傾斜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 曲線を高速で走行する場合の乗心地を向上す
るため新しい車体傾斜装置を提案するもので、従来に比
べて車体を傾斜させるための車体支持用梁を省略して車
体傾斜機構を簡略・軽量化すると共に車体傾斜制御用の
油圧ユニットの容量を小さくして新製費の低減をはか
る。 【構成】 本発明の車体傾斜装置は車体を支持・傾斜さ
せる油圧回路を封じ切り、このクローズした油圧回路で
車体の支持と傾斜を行うようにして、従来のコロ式の場
合に必要であった車体支持用の振子梁を省略し、プラン
ジャ式の場合のように直接高圧の作動油を車体傾斜制御
用アクチュエータに給排するのを止めて、駆動用油圧回
路の容量が大きくならないようにしている。また、車体
重心の上下動が少ないため車体傾斜のための制御力も小
さくて済むように工夫している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両の台車に係わ
り、曲線走行時の遠心加速度による乗心地の悪化を防
ぎ、かつ、曲線の入口・出口の緩和曲線部での車体傾斜
時の乗心地を向上するため、油圧式車体傾斜装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の鉄道車両用車体傾斜装置付台車の
例を図５、図６により説明する。図５は、例えば、「特
願平２−２０６３９９号」のプランジャ式車体傾斜装置
付台車の正面図であり、図６は、車体を傾斜させるアク
チュエータに高圧の作動油を給排する油圧回路図であ
る。図５において車体１は、輪軸７に支持された台車枠
６に固定した左右一対の上下動案内機構と油圧アクチュ
エータ５を介して空気ばね２で支持されている。曲線部
において、車体傾斜指令によりシャットオフ弁16、流量
方向制御弁17が開閉すると、高圧の作動油が左右の油圧
アクチュエータ５に給排され、油圧アクチュエータ５が
上下動案内機構に案内されてそれぞれ伸び・縮みするこ
とにより車体が曲線の内方へ所定の角度傾斜するように
なっている。このプランジャ式車体傾斜装置は、左右一
対の油圧アクチュエータ５により車体１を支持すると共
に車体傾斜を行わせる構造にしているため、コロ式車体
傾斜装置に較べて振子梁などが省略でき装置が簡略化さ
れるが、図６の油圧システム構成では、車体の支持と傾
斜のために車体傾斜指令により油圧アクチュエータ５に
高圧の作動油を直接給排する必要があり、常に、高圧の
作動油を油圧ユニット13と油圧アクチュエータ５の間に
循環させるので、油圧ユニット13の油圧ポンプ、油圧タ
ンク、流量方向制御弁17、流量制御弁18などの容量が非
常に大きくなる問題点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のプランジャ式車
体傾斜装置では、油圧アクチュエータで車体を支持しな
がら油圧源の高圧の作動油を制御弁を介して一台車の左
右の油圧アクチュエータに直接給排することにより車体
を傾斜させるため油圧ポンプや制御弁など油圧源の容量
が非常に大きくなる点が問題であった。また、既に実用
化されているコロ式車体傾斜装置では、車体を支持する
振子梁が必要で、また、コロ装置の防塵機構が複雑にな
るため装置を小形・軽量化することが難しい等の問題点
があった。本発明の油圧式車体傾斜装置では、こうした
コロ式の装置の小形・軽量化が難しい、あるいは、プラ
ンジャ式の駆動用の油圧回路の容量が大きくなるなどの
従来方式の問題点を解決するため、車体傾斜機構はプラ
ンジャ式車体傾斜装置を基本にして車体傾斜用の油圧回
路を工夫することにより、コロ式の課題であった車体傾
斜用振子梁や防塵機構を省略し、プランジャ式の課題で
あった油圧装置の容量を極力小さくした。従来に比べて
車体を傾斜させるための車体支持用の梁を省略して車体
傾斜機構を軽量化すると共に車体傾斜装置の防塵機構を
簡略化して、新製費が安価な鉄道車両用車体傾斜装置付
台車を提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】車体傾斜機構としては、
コロ式の振子梁を省略するため、プランジャ式車体傾斜
装置を基本にして車体を傾斜案内するガイドを設け、ま
た、プランジャ式の駆動用油圧装置の容量が大きくなる
のを防ぐため、車体を支持・傾斜させる油圧回路を封じ
切り、このクローズした油圧回路で、例えば、コロ式の
振子梁とコロ装置に相当する車体傾斜機構として代用さ
せるようにして課題の解決を図るものである。すなわ
ち、一台車の左右のアクチュエータに接続した油圧配管
の他端を受圧面積の等しい両ロッド型複動シリンダのピ
ストン両側の油圧室に連結してクローズした油圧回路を
構成し、該両ロッド型複動シリンダのピストンロッドを
油圧シリンダまたは電動機と歯車機構などから成る電動
アクチュエータで駆動して、そのストロークを制御する
ことにより車体を左右に傾斜させるようにする。この方
式では、車体を支持する油圧回路を車体の高さ調整後は
封じ切りにするため、高圧の作動油の給排が少なく、ま
た、車体重心の上下動が少ないため該両ロッド型複動シ
リンダのピストンを駆動する力は小さくて済み、車体傾
斜制御用の油圧装置の容量を小さくすることが可能とな
る。

【０００５】また、この装置では、停車中や直線走行中
に車体の高さや車体の傾きを検知して、アクチュエータ
に接続した油圧配管の作動油を給排することにより停車
中や直線走行中の車体の高さや傾きを常に正常に保持す
るようにするが、車体高さ検知装置がフェイルしても車
体高さが異常にならないように傾斜制御用油圧アクチュ
エータの一定ストローク位置に油圧逃し回路を設けてい
る。

【０００６】

【実施例】次に、本発明による車体傾斜装置付台車の一
実施例を図１、図２、図３および図４により説明する。
図１は、本発明の油圧式車体傾斜装置を採用したボルス
タレス台車付鉄道車両の正面図、図２は図１の側面図、
図３は図１の車体傾斜装置のまくらばね支持架台を上下
方向に案内するガイド機構および該まくらばね支持架台
を上下動させる傾斜制御用油圧アクチュエータの断面図
である。図４は、一台車の左右一対の傾斜制御用油圧ア
クチュエータを油圧配管で受圧面積の等しい両ロッド型
複動シリンダのピストン両側の油圧室に連結した油圧式
車体傾斜案内機構と該油圧式車体傾斜案内機構により車
体を傾斜させるため両ロッド型複動シリンダのロッドの
位置を制御する油圧式駆動機構および車体を傾くことな
く、正常な高さに保つため一台車の左右の傾斜制御用油
圧アクチュエータの高さを検知して高さ調整する油圧回
路を示す。図において、前記の従来例と同一符号は同一
部材を表す。

【０００７】本発明の車体傾斜機構は、図１、図２に示
すように輪軸７に支持された台車枠６と車体１の間に配
置されたまくらばねの補助空気室を兼ねたまくらばね支
持架台３、該まくらばね支持架台３を前後・左右方向に
はガタが無く、上下方向に案内する左右一対のガイド機
構、該まくらばね支持架台３を上下動させる傾斜制御用
油圧アクチュエータ５、図４に示す左右一対の該傾斜制
御用油圧アクチュエータ５を連結している油圧閉回路、
該油圧閉回路中に配置した両ロッド型複動シリンダ９、
該両ロッド型複動シリンダ９のピストン・ロッドのスト
ロークを制御する駆動シリンダ10、該駆動シリンダを制
御する油圧回路11、傾斜制御用油圧アクチュエータ５で
支持した車体の高さを調整する油圧回路12から成る。

【０００８】まくらばね支持架台３を上下方向に案内す
るガイド機構の詳細は、図３に示すように該まくらばね
支持架台３に固定したガイドレールと支持架台に固定し
たベアリンブロックから成る直線ベアリングガイド機構
４ａを採用している。傾斜制御用油圧アクチュエータ５
は、下端を台車枠６に固定し、上端はまくらばね支持架
台３を均等に押し当てるように球面状としており、シリ
ンダの下端に油圧の給排用ポートを、一定ストローク位
置に油圧逃し回路用ポートを設けている。また、傾斜制
御用油圧アクチュエータ５にはピストンのストローク
（即ち、高さ）を検知するセンサーを設けている。

【０００９】一台車の左右一対の傾斜制御用油圧アクチ
ュエータ５は、図４に示すように、油圧配管で受圧面積
の等しい両ロッド型複動シリンダ９のピストン両側の油
圧室に連結されており、この傾斜制御用油圧アクチュエ
ータ〜油圧配管〜両ロッド型複動シリンダの油圧閉回路
が油圧による車体傾斜機構を構成している。例えば、両
ロッド型複動シリンダ９のピストンを駆動シリンダ10で
右側にストロークさせると、この油圧閉回路で連結され
た右方の傾斜制御用油圧アクチュエータ５のピストンは
上昇し、左方の傾斜制御用油圧アクチュエータ５のピス
トンは同量下降するため車体が傾斜する。この車体の傾
斜状態は、ストローク・センサーにより検知し、流量制
御弁18に指令を与えて所定の角度に車体傾斜を行わせ
る。曲線走行中以外は、シャットオフ弁16により駆動シ
リンダの油圧回路11を閉回路とし、車体を中立位置に保
持する。なお、両ロッド型複動シリンダ９のピストン・
ストロークを制御する方法として、図４では油圧駆動シ
リンダ方式としているが、他に、電動機と歯車装置によ
る駆動方式や空気圧シリンダによる駆動方式などがあ
る。

【００１０】傾斜制御用油圧アクチュエータ〜油圧配管
〜両ロッド型複動シリンダの油圧回路中の油圧が走行中
に漏れる可能性がある。油圧が漏れると車体が降下した
り、傾くため停止中および直線走行時に、両ロッド型複
動シリンダ９のピストンを駆動シリンダ10で中立位置に
した後、一台車の左右一対の傾斜制御用油圧アクチュエ
ータ５に付加した車体高さ検知機構14により車体の高さ
と傾きを検知し、傾斜制御用油圧アクチュエータ５と両
ロッド型複動シリンダ９の両油圧室とを連結する２系統
の油圧回路に19a 、19b 、19c 、19d のシャットオフ弁
を開閉して作動油を吸排することにより、常に、車体の
高さを正常に保つと共に車体が傾くことを防ぐようにし
ている。

【００１１】また、傾斜制御用油圧アクチュエータ５の
高さ方向の一定ストローク位置に油圧逃し回路用ポート
を設けており、傾斜制御用油圧アクチュエータ５の制御
がフェールした場合にも傾斜制御用油圧アクチュエータ
５が暴走して車体を転倒させることが無いようにしてい
る。

【００１２】

【発明の効果】曲線を高速で走行する場合、乗客が感じ
る左右定常加速度を小さくするため、車体を曲線の内側
に傾斜させることが行われている。この車体を曲線で傾
斜させる方法として、これまで、コロ式、リンク式、プ
ランジャ式などが実用化されたり、研究されている。し
かし、いずれも車体を支持する梁を必要としたり、車体
傾斜制御用の油圧装置の容量が大きくなるため、小形・
軽量の車体傾斜機構の開発が必要であった。本発明で
は、車体を支持・傾斜させる油圧回路を封じ切り、この
クローズした油圧回路で車体傾斜機構を代用させるよう
にして、コロ式の場合の車体支持用の振子梁を省略し、
また、プランジャ式の場合のように駆動用油圧回路の容
量が大きくならないようにしている。また、車体重心の
上下動が少ないため車体傾斜のための制御力も小さくて
済むように工夫しており、ニーズに合った小形・軽量化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の油圧式車体傾斜装置の実施例で、該油
圧式車体傾斜装置を装架したボルスタレス台車付鉄道車
両の正面図である。

【図２】本発明の油圧式車体傾斜装置を装架したボルス
タレス台車付鉄道車両の側面図である。

【図３】本発明の油圧式車体傾斜装置のまくらばね支持
架台を上下方向に案内するガイド機構および該まくらば
ね支持架台を上下動させる傾斜制御用油圧アクチュエー
タの断面図である。

【図４】本発明の一台車の左右一対の傾斜制御用油圧ア
クチュエータを連結した油圧式車体傾斜案内機構と該油
圧式車体傾斜案内機構により車体を傾斜させるため両ロ
ッド型複動シリンダのロッドの位置を制御する油圧式駆
動機構および車体の高さ調整をする油圧回路図を示す。

【図５】従来のプランジャ式車体傾斜装置を装架したボ
ルスタレス台車付鉄道車両の正面図である。

【図６】従来のプランジャ式車体傾斜装置において、車
体傾斜を行わせるための油圧回路図を示す。

【符号の説明】

１ 車体 ２ まくらばね（空気ばね） ３ まくらばね支持架台 ４ まくらばね支持架台のガイド機構 ４a 直線ベアリングガイド機構 ５ 車体の支持および傾斜制御用油圧アクチュエータ ６ 台車枠 ７ 輪軸 ８ 車体傾斜中心 ９ 両ロッド型複動シリンダ 10 駆動シリンダ 11 駆動シリンダを制御する油圧回路 12 車体の高さを調整する油圧回路 13 油圧ユニット 14 車体高さ検知機構 15 油圧逃し回路 16 シャットオフ弁 17 流量方向制御弁 18 流量制御弁 19a シャットオフ弁 19b シャットオフ弁 19c シャットオフ弁 19d シャットオフ弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 輪軸に支持された台車枠と車体を支持す
   るまくらばねの間に配置された車体の支持と傾斜を行わ
   せる油圧式車体傾斜装置において、まくらばねの補助空
   気室を兼ねたまくらばね支持架台、台車枠上に配置され
   該まくらばね支持架台を上下動方向に案内する左右一対
   のガイド機構、該まくらばね支持架台と台車枠の間に配
   置され該まくらばね支持架台を上下動させる傾斜制御用
   油圧アクチュエータ、一台車の左右一対の傾斜制御用油
   圧アクチュエータを油圧配管で受圧面積の等しい両ロッ
   ド型複動シリンダのピストン両側の油圧室に連結した油
   圧式車体傾斜案内機構、該油圧式車体傾斜案内機構によ
   り車体を傾斜させるため両ロッド型複動シリンダのロッ
   ドのストロークを制御する駆動機構で構成したことを特
   徴とする鉄道車両用油圧式車体傾斜装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、車両が停止中、ある
   いは、直線走行時に一台車の左右一対の傾斜制御用油圧
   アクチュエータに取り付けた高さ検知機構により車体の
   高さと傾きを検知し、該傾斜制御用油圧アクチュエータ
   と両ロッド型複動シリンダの両油圧室とを連結する２系
   統の油圧回路に作動油を吸排することにより、停止中、
   直線走行中は、常に、車体が傾くことなく、正常な高さ
   を保つようにしたことを特徴とする請求項１記載の鉄道
   車両用油圧式車体傾斜装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、傾斜制御用油圧アク
   チュエータに取り付けた高さ検知装置により車体の高さ
   を検知し、該傾斜制御用油圧アクチュエータと両ロッド
   型複動シリンダの両油圧室とを連結する油圧回路に作動
   油を吸排する車体の高さ調整機構において、該傾斜制御
   用油圧アクチュエータの一定ストローク位置に油圧逃し
   回路を設け、車体高さ調整機構がフェイルした場合にも
   車体の姿勢を正常に保つようにしたことを特徴とする請
   求項２記載の鉄道車両用油圧式車体傾斜装置。