JPH07125634A - 車体の傾斜制御及び振動制御装置 - Google Patents

車体の傾斜制御及び振動制御装置

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JPH07125634A
JPH07125634A JP27567893A JP27567893A JPH07125634A JP H07125634 A JPH07125634 A JP H07125634A JP 27567893 A JP27567893 A JP 27567893A JP 27567893 A JP27567893 A JP 27567893A JP H07125634 A JPH07125634 A JP H07125634A
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JP
Japan
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vehicle body
vibration
hydraulic cylinder
spring
coil spring
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Pending
Application number
JP27567893A
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English (en)
Inventor
Koichi Sasaki
浩一 佐々木
Hiroyuki Kato
博之 加藤
Tooru Konokawa
徹 此川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sharyo Ltd
East Japan Railway Co
Original Assignee
Nippon Sharyo Ltd
East Japan Railway Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 乗り心地の向上とスピードアップを図った車
体の傾斜制御及び振動制御装置を提供する。 【構成】 車体1と台車2との間に、枕梁3を介して流
体作動機構としての左右一対のガスばね4cを備えた油
圧シリンダ4,4と、該油圧シリンダ4の前後に枕ばね
として配置されるコイルばね5,5とを直列に配設し、
加速度検出器17の出力信号に基づいて油圧シリンダ
4,4のいずれか一方を伸長して車体1の傾斜を行い、
振動に対しては、加速度検出器17の出力信号に基づい
て油圧シリンダ4,4を積極的に調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両が曲線路を通過す
る際の車体傾斜制御と、振動制御のためのアクティブ制
御を行うことのできる車体の傾斜制御及び振動制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】車両が曲線路を通過する際の遠心力によ
る乗り心地の悪化を防止するために、コロやリンク等に
よって遠心力を利用して車体を傾斜させる自然振子式と
呼ばれる車体傾斜機構や、例えば、特公昭59−414
27号公報、特開昭58−110368号公報、特開昭
60−82478号公報に示されるように、曲線路での
車両速度、曲率半径、カント量に適合した傾斜を車体に
強制的に与えるために、車体と台車間に枕ばねとして配
置される左右一対の空気ばねを、流体作動機構によって
給排気してばね高さを調節する車体傾斜機構が知られて
いる。
【0003】また、特公昭62−34579号公報に
は、車体と台車間に左右一対の空気ばねと流体作動機構
としての油圧シリンダとを並列に配置し、該油圧シリン
ダを加速度検出器の出力信号に基づいて伸縮して、車体
の傾斜制御及び振動制御を行う発明が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、振子式の車体
傾斜機構では、振子梁やコロ、リンク等が用いられてい
るので、機構が複雑で重量が重く、また、コロの摩擦抵
抗によって緩和曲線区間に車体が入っても傾斜しない傾
斜遅れの問題があり、さらに、車両限界と振子中心を中
心として傾斜する機構の関係で、車体傾斜角度は5度が
限界であった。
【0005】また、左右の空気ばね高さを調節する車体
傾斜機構は、車体傾斜の度に給排気を繰り返すので空気
消費量が多くなるとともに、車体の傾斜に伴って左右の
空気ばねのばね定数が変化する。さらに、空気源のコン
プレッサーを必要とするので、コスト、重量等の問題と
共に騒音の問題もある。
【0006】そこで本発明は、コロやリンク等を用いる
振子式に比べて車体傾斜角度を大きくでき、また、空気
ばね高さ調節式に比べてコスト、重量、騒音等を低減と
共に、走行中の振動を制御して乗り心地の向上とスピー
ドアップを図った車体の傾斜制御及び振動制御装置を提
供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため本発明は、車体と台車間に左右一対の流体作動機構
と枕ばねとを設け、該流体作動機構を加速度検出器の出
力信号に基づいて作動して、車体の傾斜と振動の制御を
行う車体の傾斜制御及び振動制御装置において、第1の
手段では、前記流体作動機構にガスばねを備えた油圧シ
リンダを、前記枕ばねにコイルばねをそれぞれ用い、前
記油圧シリンダとコイルばねとを直列に配設したことを
特徴とし、第2の手段では、前記流体作動機構に油圧シ
リンダを、前記枕ばねにコイルばねをそれぞれ用い、前
記油圧シリンダとコイルばねとを直列に配設すると共
に、該コイルばねと並列に振動制御用の油圧シリンダを
配設したことを特徴としている。
【0008】
【作 用】上記構成によれば、上下方向及び横方向の加
速度を加速度検出器で検出して、この出力信号に基づい
て左右の油圧シリンダを作動することにより、車体の傾
斜と振動を制御する。また、油圧シリンダとコイルばね
とを直列に配したので、傾斜によるばね定数の変化もな
く乗り心地を維持できる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説
明する。
【0010】図1乃至図7は本発明の第1実施例を示す
もので、車体1と台車2との間には、枕梁3と、流体作
動機構としての左右一対のガスばねを備えた油圧シリン
ダ4,4と、該油圧シリンダ4の前後に枕ばねとして配
置されるコイルばね5,5とが配設されている。
【0011】枕梁3は、台車2の側梁6,6の外側とな
る両端に、それぞれ油圧シリンダ取付部3aを下方へ凹
設し、該油圧シリンダ取付部3aと車体1との間に、前
記油圧シリンダ4が上下に防振ゴム7,7を介して配設
されている。
【0012】油圧シリンダ4は、外筒4aと中筒4bと
の間にガスばね4cを備え、中筒4b内に給排される圧
油によりロッド4dを伸縮し、ロッド4dの伸長により
車体1を傾斜するもので、ガスばね4cのアキュムレー
タ4eと、ロッド4dのストロークセンサ4fとが設け
られている。
【0013】ガスばね4cは、通常の走行時には中筒4
bが中央位置に保持され、振動により中筒4bが上下動
して振動を吸収するもので、本実施例では上下動のスト
ロークは、各30mmに設定されている。
【0014】また、枕梁3の油圧シリンダ取付部3a前
後のフランジ部3b,3bの下面と側梁6との間には、
前記コイルばね5,5がそれぞれ上下に防振ゴム8,8
を介して配設され、コイルばね5,5の前後には、上下
動ダンパ9,9が設けられている。
【0015】これにより、前記油圧シリンダ4とコイル
ばね5,5は、車体1と台車2の間に枕梁3を介して直
列に配設された構成となり、乗り心地の良い適度な硬さ
のばね定数が得られる。
【0016】さらに、車体1と枕梁3との間は、左右リ
ンク10,10で、枕梁3と台車2との間は、左右動ダ
ンパ11,11でそれぞれ連結され、車体1と台車2
は、中心ピン12と1本リンク13とで連結されてい
る。
【0017】上記の構成により、車体1と台車2間の上
下荷重は、上下の防振ゴム7,7、油圧シリンダ4、枕
梁3、上下の防振ゴム8,8、コイルばね5,5を介し
て車体1から台車2に伝達され、台車旋回角は、油圧シ
リンダ4上下の防振ゴム7,7、コイルばね5,5、防
振ゴム8,8で許容される。尚、油圧シリンダ4の油圧
がフェールした場合は、車体1下面の防振ゴム14,1
4で直接枕梁3へ上下荷重を伝達する。
【0018】左右荷重は、中心ピン12から台車2の横
梁15に設けられた左右動ストッパゴム16,16に伝
達され、前後荷重は、中心ピン12から1本リンク13
を介して台車2に伝達される。
【0019】前記左右一対の油圧シリンダ4,4は、加
速度検出器17の出力信号に基づいて作動して、車体1
の傾斜と振動の制御を行うもので、加速度検出器17
は、車体1の上下方向及び横方向の加速度を検出して演
算装置18へ信号を送る。
【0020】演算装置18は、曲線路走行時には、加速
度検出器17の出力信号と速度発電器19から送られる
走行速度とを演算して車体1の傾斜角を算出し、サーボ
ソレノイド弁20を介して外軌側の油圧シリンダ4を加
圧伸長して車体1を傾斜させ、乗り心地の向上と高速走
行の安定を図る。
【0021】また、走行中の振動に対しては、加速度検
出器17が走行中の振動による加速度を検出して演算装
置18へ信号を送り、演算装置18は、この信号に基づ
いて比例減圧弁21を介してガスばね4cの空気圧を調
整し、中筒4bを上下動させて振動を吸収して車体1の
振動を積極的に制御する、いわゆるアクティブ制御を行
う。
【0022】以上のように油圧シリンダ4,4のいずれ
か一方を加圧伸長して車体1を傾斜させるので、コロや
リンク、コンプレッサーや左右の空気ばね間の給排気構
造等が不要となり、車体傾斜機構を簡略化してコスト、
重量、騒音等を低減することができる。
【0023】また、振子式車体傾斜機構は、振子中心を
中心として車体下部が左右に振れるため、車両限界との
関係で5度程度の傾斜角が限界であるが、油圧シリンダ
4,4のいずれか一方の伸長による車体傾斜の場合は、
車体上部が左右に振れるため、車体上部側方の形状を変
えることにより、7度程度の傾斜角が可能となり、速度
向上が図れる。
【0024】さらに、空気ばね高さ調節式車体傾斜機構
に比べて、油圧シリンダ4とコイルばね5,5を直列に
配設しているので、車体1を傾斜させても枕ばねのばね
定数の変化もない。
【0025】したがって、軌道の曲率半径、カント量、
現在の走行速度にあった車体傾斜角にできるので、乗り
心地の向上と高速走行の安定を図れる。
【0026】また、振動に対しては、加速度検出器17
の出力信号に基づいて油圧シリンダ4,4に備えられた
ガスばね4cの空気圧を積極的に調整していわゆるアク
ティブ制御を行うので、乗り心地を向上できる。
【0027】図8及び図9は、車体30のシリンダ受3
1と枕梁32との間に左右一対のガスばねを備えた油圧
シリンダ33,33を配設し、該油圧シリンダ33,3
3のロッド33a,33aのいずれか一方を縮小させる
ことにより車体30を傾斜させる構造とした本発明の第
2実施例を示すもので、油圧シリンダ33には引張力が
作用するようにしたものである。
【0028】図10は本発明の第3実施例を示すもの
で、車体1と枕梁3との間に、車体1の上下方向の荷重
を支持すると共に、車体1の傾斜制御を専門に行う油圧
シリンダ40を配設し、振動制御は、コイルばね5内に
コイルばね5と並列に配置したガスばねを備えた油圧シ
リンダ41によって行うようにしたものである。
【0029】また、図11及び図12は、前記第3実施
例と同様に、直列に配設した車体傾斜制御用油圧シリン
ダ40とコイルばね5で車体荷重を支持し、別途コイル
ばね5と並列に設けた油圧式アクティブダンパ50によ
って振動制御を行う本発明の第4実施例を示すもので、
上記第3実施例と共に、車体傾斜と振動制御用の油圧シ
リンダを分離することによって、振動制御用シリンダを
小型軽量化して、応答性を高めて制御性を良くすること
ができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、車体と
台車間に左右一対の流体作動機構と枕ばねとを設け、該
流体作動機構を加速度検出器の出力信号に基づいて作動
して、車体の傾斜と振動の制御を行う車体の傾斜制御及
び振動制御装置において、前記流体作動機構に油圧シリ
ンダを、前記枕ばねにコイルばねをそれぞれ用い、前記
油圧シリンダとコイルばねとを直列に配設し、加速度検
出器の出力信号に基づいて左右一対の油圧シリンダのい
ずれか一方を伸長、あるいは収縮して直接車体の傾斜を
行うので、コロやリンク、コンプレッサーや左右の空気
ばね間の給排気構造等が不要となり、車体傾斜機構を簡
略化して、コスト、重量を低減することができると共
に、コンプレッサー騒音からも解放される。
【0031】また、振子式車体傾斜機構は、振子中心を
中心として車体下部が左右に振れるため、車両限界との
関係で5度程度の傾斜角が限界であるが、左右の油圧シ
リンダのいずれか一方の伸長による場合は、車体上部が
左右に振れるため、車体上部側方の形状を変えることに
より、7度程度の傾斜角が可能となり、速度向上が図れ
る。
【0032】さらに、油圧シリンダとコイルばねを直列
に配設しているので、車体を傾斜させても空気ばねを使
用した場合のように枕ばねのばね定数が変わることがな
いから、軌道の曲率半径にあった高速走行と、安定した
乗り心地が得られる。
【0033】また、車体の振動に対しては、加速度検出
器の出力信号に基づいてそれぞれ油圧シリンダを積極的
に調整して振動を吸収するいわゆるアクティブ制御を行
うので、さらに乗り心地を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例を示す油圧シリンダとコ
イルばねの配置を示す側面図である。
【図2】 車体傾斜制御装置の概略図である。
【図3】 車体傾斜制御及び振動制御装置の配管図であ
る。
【図4】 台車の平面図である。
【図5】 車体と台車の連結構造を示す正面図である。
【図6】 車体と台車の連結構造を示す一部断面正面図
である。
【図7】 牽引装置の側面図である。
【図8】 本発明の第2実施例を示す油圧シリンダとコ
イルばねの配置を示す側面図である。
【図9】 車体と台車の連結構造を示す一部断面正面図
である。
【図10】 本発明の第3実施例を示す油圧シリンダと
コイルばねの配置を示す側面図である。
【図11】 本発明の第4実施例を示す油圧シリンダと
コイルばねの配置を示す正面図である。
【図12】 本発明の第4実施例を示す油圧シリンダと
コイルばねの配置を示す側面図である。
【符号の説明】
1,30…車体、2…台車、3,32…枕梁、4,3
3,40,41…油圧シリンダ、4c…ガスばね、5…
コイルばね、7,8…防振ゴム、17…加速度検出器、
18…演算装置、50…油圧式アクティブダンパ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 此川 徹 愛知県名古屋市熱田区三本松町1番1号 日本車輌製造株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体と台車間に左右一対の流体作動機構
    と枕ばねとを設け、該流体作動機構を加速度検出器の出
    力信号に基づいて作動して、車体の傾斜と振動の制御を
    行う車体の傾斜制御及び振動制御装置において、前記流
    体作動機構にガスばねを備えた油圧シリンダを、前記枕
    ばねにコイルばねをそれぞれ用い、前記油圧シリンダと
    コイルばねとを直列に配設したことを特徴とする車体の
    傾斜制御及び振動制御装置。
  2. 【請求項2】 車体と台車間に左右一対の流体作動機構
    と枕ばねとを設け、該流体作動機構を加速度検出器の出
    力信号に基づいて作動して、車体の傾斜と振動の制御を
    行う車体の傾斜制御及び振動制御装置において、前記流
    体作動機構に油圧シリンダを、前記枕ばねにコイルばね
    をそれぞれ用い、前記油圧シリンダとコイルばねとを直
    列に配設すると共に、該コイルばねと並列に振動制御用
    の油圧シリンダを配設したことを特徴とする車体の傾斜
    制御及び振動制御装置。
JP27567893A 1993-11-04 1993-11-04 車体の傾斜制御及び振動制御装置 Pending JPH07125634A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100604379B1 (ko) * 2004-12-30 2006-07-25 한국철도기술연구원 3차 현수기능의 철도차량용 대차
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