JPH0948345A - 鉄道車両の車体傾斜制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄道車両が曲線区間を通過時に乗客に作用す
る超過遠心加速度を、軽量かつ安価な構成によって軽減
する。 【解決手段】 曲線通過時に車体４に対応する遠心加速
度を軽減するため、空気ばね装置１，２を用いて車体４
を傾斜させる。（ｂ）に示すように、一方の空気ばね装
置２を膨張させると、傾斜中心が他方の空気ばね装置１
側になり、パンタグラフ７が架線８から離れてしまう。
（ａ）に示すように、車体傾斜の際の仮想傾斜中心Ｃを
レール６の表面からＨ３の高さに設定すれば、（ｃ）に
示すように、パンタグラフ７が架線８から離れないよう
に傾斜させることができる。このために必要な車体の左
右方向への制御量はΔＳとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両の車体を
傾斜させることによって、車両が曲線軌道部分を通過す
る際に乗客に作用する超過遠心加速度を軽減させるため
の鉄道車両の車体傾斜制御方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両が走行する路線の曲線軌道部分
には、遠心力を軽減するためにカントと呼ばれる傾斜が
設けられている。カントを生じさせるために、曲率半径
の内側のレールよりも外側のレールの方が高くなるよう
に敷設してある。しかしながら、車体に生じる遠心力
は、車両の曲線通過速度に従って変化する。通過速度が
等しいときには、曲線軌道の曲率半径が小さくなるほど
大きな遠心力が作用する。実際の線路にはいろいろな速
度の列車が通るので、一般にはその路線の平均速度に対
応させる。しかし、車両速度の高速化に伴って、カント
量が不足し、車両に乗車している乗客には超過遠心加速
度が加わり、乗り心地を悪化させる原因となる。

【０００３】このような超過遠心加速度を軽減する方法
として、台車に設ける弧状のレールガイドに沿って車体
が傾斜するような、いわゆる振子式車体傾斜方式が用い
られることがある。振子式車体傾斜方式の車両は、超過
遠心加速度の軽減に優れた性能を発揮するけれども、台
車に弧状のレールガイドを設けるために重量が増加し、
かつ高価となる。振子式車体傾斜方式の先行技術は、た
とえば特開平６−２７０８０６などに開示されている。

【０００４】振子方式を用いないで台車上で車体を支え
るばねなどの傾斜で車体傾斜を実現する先行技術は、た
とえば特開平６−２６３０３１、特開平６−２７８６０
４、特開平６−３１６２６５および特開平６−３１６２
６６などで開示されている。本件出願人も、特願平５−
２４８７３０で台車上で車体を支える空気ばね装置を利
用して、車体を傾斜させる方法および装置を提案してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】車両速度の高速化に伴
って、超過遠心加速度を軽減するために必要な車体の傾
斜角度は増大する。傾斜角度が増大すると、車両の走行
の安全かつ円滑な運用を可能とするために予め規定され
ている車両限界から外れるおそれがある。これに対して
は、車両の進行方向に垂直な車体の断面形状を、たとえ
ば上方で幅が狭くなるように絞っておくことによって、
ある程度まで対処可能である。しかしながら、通常車体
の上部に設置されるパンタグラフなどの集電装置も車体
の傾斜とともに、架線から外れるおそれがある。振子式
車両として実現されている或る先行技術によれば、車体
上部でパンタグラフを移動可能とし、傾斜角度が大きく
なるときにはワイヤで引張り、パンタグラフの位置を修
正するようにしている。しかしながら、パンタグラフに
は高い電圧がかかり、ワイヤなどで引張る構成では、架
線への通電を遮断して、ある期間ごとに保守が必要とい
う課題がある。

【０００６】本発明の目的は、軽量かつ安価で安全に乗
客の超過遠心加速度を軽減することができる鉄道車両の
車体傾斜制御方法および装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、台車上で車体
を支える複数の空気ばね装置に、それぞれ独立に圧縮空
気を供給して、曲線軌道通過時の車体の傾斜状態を制御
する鉄道車両の車体傾斜制御方法において、曲線軌道通
過時に、車体の遠心加速度を軽減するために必要な軌道
曲率半径方向内方への車体の傾斜角度を算出し、算出結
果に基づいて、空気ばね装置に圧縮空気を供給して車体
を傾斜させながら、車体の傾斜によって、車体上部に設
けられる集電装置が架線から外れないように、車体を軌
道曲率半径方向外方へ移動させることを特徴とする鉄道
車両の車体傾斜制御方法である。本発明に従えば、曲線
軌道通過時に車体の遠心加速度を軽減するための傾斜角
度が算出され、算出結果に基づいて空気ばね装置に圧縮
空気を供給して車体が軌道曲率半径方向の内方へ傾けら
れる。車体の傾斜によって、車体上部に設けられる集電
装置が架線から外れないように、車体を軌道曲率半径方
向外方へ移動させるので、車体を充分に傾斜させて高速
走行時の乗客に作用する超過遠心加速度を軽減させ、鉄
道車両としての乗り心地を向上させることができる。車
体を台車上に支える空気ばね装置を用いるので、重量の
増加を避け、安価に乗り心地の向上を図ることができ
る。車体上で集電装置を移動させる必要がないので、架
線の通電を遮断せずに、かつ保守のインターバルを長く
できる。

【０００８】また本発明の車体の軌道曲率半径方向外方
への移動は、仮想傾斜中心が軌道面上で予め定める高さ
となるように行うことを特徴とする。本発明に従えば、
車体の軌道曲率半径方向外方への移動は、傾斜動作にお
ける回動中心（以下、「仮想傾斜中心」という）が予め
定める高さとなるように行われるので、車体の傾斜に伴
う車体上部の集電位置の変位量が機械的な振子式と等価
となり、振子式車両がすでに走行している路線の区間で
は、車両限界等の制限を検証することなく走行させるこ
とができる。これによって車体の傾斜角度を大きくする
ことができ、高速で曲線軌道を通過する際に乗客に与え
る超過遠心加速度を充分に軽減することができる。

【０００９】また本発明で、車体の傾斜のための空気ば
ね装置への圧縮空気の供給は、車体の曲線通過速度およ
び遠心加速度それぞれの検出結果に従って行い、車体の
軌道曲率半径方向外方への移動は、空気ばね装置間の高
さの変化の検出結果に従って行うことを特徴とする。本
発明に従えば、鉄道車両が路線の曲線部分に進入すると
遠心加速度が作用し、そのときの車体の曲線通過速度に
基づいて超過遠心加速度を軽減するための車体の傾斜角
度が算出される。算出された傾斜角度に車体を傾斜させ
るために、空気ばね装置に空気を供給して膨張させる。
空気ばね装置間の高さの変化は車体の傾斜角度に対応す
るので、これに従って車体を軌道曲率半径方向外方へ移
動させれば、車体の傾斜に伴う集電装置の架線からのず
れを修正することができる。

【００１０】また本発明の車体の傾斜角度は、予め記憶
される軌道の曲率についての情報を、軌道上の通過位置
に対応して読出し、曲率半径および通過速度に基づいて
算出し、車体の軌道曲率半径方向外方への移動は、予め
記憶される軌道のカントについての情報を軌道上の通過
位置に対応して読出し、算出された傾斜角度をカントに
ついての情報に基づいて補正して行うことを特徴とす
る。本発明に従えば、軌道の曲率とカントとは、予め記
憶される。車体の傾斜角度は、軌道上の通過位置に対応
して曲率を読出し、曲率半径および通過速度に基づいて
算出する。集電装置の架線からのずれを生ずる車体の傾
斜は、算出された傾斜角度から軌道のカントによる傾斜
角度を除いたものであり、記憶されているカントについ
ての情報から容易に補正することができる。

【００１１】さらに本発明は、台車上で車体を支える複
数の空気ばね装置と、空気ばね装置にそれぞれ独立に圧
縮空気を供給するための空気供給手段と、空気ばね装置
の高さ方向の変化を検出する高さ検出手段と、一端を台
車側に、他端を車体側にそれぞれ連結し、車体を台車上
で水平、かつ軌道と直交する両方向に対して移動可能な
直動型のアクチュエータと、アクチュエータの移動時の
ストロークを検出するストローク検出手段と、車体の遠
心加速度を検出する加速度検出手段と、加速度検出手段
からの出力に応答し、遠心加速度を軽減するような角度
に車体を傾斜させるため、高さ検出手段からの出力によ
ってフィードバック制御しながら空気供給手段を介して
空気ばね装置に空気を供給して車体を傾斜させ、車体上
の集電装置が架線から外れないように傾斜角に対して予
め定める移動量だけ、ストローク検出手段からの出力に
よってフィードバック制御しながらアクチュエータを作
動させて車体を移動させる制御手段とを含むことを特徴
とする鉄道車両の車体傾斜制御装置である。本発明に従
えば、鉄道車両が路線の曲線部分に進入したことを、遠
心加速度を検出する加速度検出手段からの出力によって
検知することができる。制御手段は、加速度検出手段が
検出した曲率半径方向外方に作用する超過遠心加速度
を、空気供給手段を介して空気ばね装置を膨張させて車
体を曲率半径方向内方に傾斜させることによって、容易
に軽減させることができる。さらに直動型のアクチュエ
ータによって、車体を台車に対して軌道に垂直な両方向
に対して移動可能であるので、車体の傾斜によってパン
タグラフなどの集電装置が架線から架線と直交する方向
に離れることがないように調整することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態に
ついてのアクティブ姿勢制御の基本的動作原理を示す。
図１（ａ）は、直線の軌道を走行しているときの通常の
車両の状態を示す。図１（ｂ）は、車体を傾斜させた状
態を示す。図１（ｃ）は、車体を傾斜させた状態で車体
を軌道であるレールと直交する方向に移動させ、パンタ
グラフの架線からの外れを抑制した状態を示す。空気ば
ね装置１，２は、台車３の上で車体４を支える。台車３
には、車輪５が設けられ、レール６上を走行する。車体
４の上部には、集電装置であるパンタグラフ７が設けら
れ、架線８に接触しながら、車両の走行に必要となる電
力を受け入れる。

【００１３】図１（ａ）では、パンタグラフ７の最大高
さＨ１をたとえば５４００ｍｍとし、空気ばね装置１，
２の中心のレール面上からの高さＨ２をたとえば９００
ｍｍとし、傾斜時に車体の左右方向の移動によって仮想
傾斜中心Ｃとなる位置の高さＨ３をたとえば２２５０ｍ
ｍとする。このＨ３は、ＪＲ各社の３８１系車両の振子
中心位置を想定している。空気ばね装置１，２の間隔Ｗ
はたとえば１５００ｍｍである。

【００１４】図１（ｂ）は、図１（ａ）の状態で、一方
の空気ばね装置２を膨張させ、傾斜角度θが３．５°と
なるように傾斜させた状態を示す。仮想傾斜中心が他方
の空気ばね装置１の中心付近にあり、パンタグラフ７が
架線８から離れてしまう。一方の空気ばね装置２と他方
の空気ばね装置１との高さの差ΔＨは、たとえば１００
ｍｍとなる。

【００１５】図１（ｃ）は、レール面上Ｈ３の高さの仮
想傾斜中心Ｃに関して車体４を傾斜させた状態を示す。
このときはパンタグラフ７は架線８から離れない。この
ために必要な車体４の左右移動の制御量ΔＳは約８５ｍ
ｍとなる。

【００１６】図２は、図１の車両の簡略化した側面図を
（ａ）で、平面図を（ｂ）でそれぞれ示す。車体４に対
して進行方向の前後に台車３が設けられ、各台車３上に
は一対の空気ばね装置１，２が設けられて車体４を支え
る。すなわち車体４は、台車３毎に２個、合計４つの空
気ばね装置１，２によって支えられる。車体４同士は、
連結器９を介して相互に連結される。

【００１７】図３は、図１に示す空気ばね装置１，２の
制御のための圧縮空気配管系統を示す。元空気溜１０か
らの圧縮空気は、空気ばね１１，１２にそれぞれ供給さ
れ、空気ばね１１，１２の膨張量に応じて図１および図
２の車体４の傾斜角度が決定される。空気ばね１１と元
空気溜１０との間には、ＬＶ装置１３および強制排気弁
１４が接続される。また別の配管系統では、大径の給・
排気弁１５および小径の給・排気弁１６が並列に接続さ
れる。ＬＶ装置１３および強制排気弁１４側の配管系統
には、遮断弁１７が設けられる。給・排気弁１５，１６
側の配管系統には、前後に遮断弁１８が設けられ、さら
に前後に締切コック１９が設けられる。同様に他方の空
気ばね１２に関し、ＬＶ装置２３、強制排気弁２４、給
・排気弁２５，２６、遮断弁２７，２８および締切コッ
ク２９がそれぞれ設けられる。

【００１８】空気ばね１１，１２には補助空気室３１，
３２がそれぞれ接続される。補助空気室３１，３２間に
は、差圧弁３３および遮断弁３４を直列に介して接続さ
れる。元空気溜１０からは、空気サーボ弁３５を介して
直動シリンダ３６を駆動するための圧縮空気も供給され
る。直動シリンダ３６の一端は、車体に連結され、他端
は台車に連結される。直動シリンダ３６のストロークが
増大すると、車体を台車に対して走行方向に垂直な一側
方に移動させ、直動シリンダ３６が収縮すると車体を他
方向に移動させる。

【００１９】通常車体を支えている空気ばね１１，１２
の高さは、ＬＶ装置１３，２３で荷重が変動しても一定
となるように制御されている。ＬＶ装置１３，２３は、
車体側に回転軸の回転角度に応じて空気流量を制御する
ことができる流量制御弁を設け、台車側に一端を固定
し、他端を流量制御弁の回転軸に接続したリンク機構を
有する。車体が所定の高さにあるときは、流量制御弁の
回転軸は中立の角度に設定されており、空気ばね１１，
１２に供給する空気は遮断される。仮に重量バランスの
不均一などによって、空気ばね１１，１２の一方が圧縮
されて車体が沈むと、流量制御弁の回転軸が回転して元
空気溜１０からの圧縮空気が圧縮された空気ばね１１，
１２に供給され、車体を上昇させることができる。車体
の上昇につれて、流量制御弁の回転軸は戻るので、車体
が所定の高さに到達すると流量制御弁は空気の供給を遮
断するようになる。

【００２０】車体が所定の高さ以上に上昇すると、流量
制御弁の回転軸は中立位置から変化し、空気ばねの空気
を排気して車体を降下させる。車体の傾斜制御のために
は給・排気弁１５，１６；２５，２６がそれぞれ設けら
れる。ＬＶ装置による車体の高さの制御と、給・排気弁
１５，１６；２５，２６による車体の傾斜制御とは、遮
断弁１７，１８；２７，２８および締切コック１９，２
０の操作によって切換えられる。また左右の空気ばね１
１，１２は、補助空気室３１，３２にそれぞれ連通し、
補助空気室３１，３２間は差圧弁３３および遮断弁３４
を介して連通する。

【００２１】元空気溜１０からの圧縮空気は、空気サー
ボ弁３５を介して直動シリンダ３６にも供給される。ま
た、前記の空気式直動シリンダ３６の代わりに、油圧源
装置、油圧サーボ弁および油圧式直動シリンダで行うこ
とも可能である。直動シリンダ３６のストローク変化
は、ストローク検出器４０によって検出される。空気ば
ね１１，１２の高さ変化は、エンコーダ４１，４２によ
ってそれぞれ検出される。

【００２２】図４は、図３の圧縮空気配管系統を用い
て、図１および図２に示すようなアクティブ姿勢制御を
行うための概略的な電気的構成を示す。前述のサーボ弁
３５は、サーボアンプ４５を介して制御される。制御Ｏ
Ｎスイッチ４９の投入によって動作状態となる制御装置
５０には、各車体当たり４つの空気ばね装置の高さを検
出するためのエンコーダユニット５１，５２，５３，５
４からの検出出力が入力される。各エンコーダユニット
５１〜５４は、同一の内部構成を有する。図３の直動シ
リンダ３６のストローク検出器４０からの検出出力は、
シリンダユニット５５から入力される。車両が曲線区間
に進入するときには、車体の前後で回転（ヨー）が生ず
るけれども、これはレートジャイロ５６によって検出さ
れる。レートジャイロ５６が検出する車体の回転角速度
ω１を制御装置５０は監視しており、予め定めた閾値Ｋ
１との関係がω１＞Ｋ１となると車両が曲線区間に進入
したと判断する。また、回転角速度と列車速度の検出値
を利用して曲線区間の曲率を求めることができるので、
この求められた曲率から曲線区間への進入を判断するこ
ともできる。また、遠心加速度を検出するための加速度
計５７と、進行方向の加速度を検出するための加速度計
５８も設けられる。制御装置５０からは、駆動回路６１
および異常表示ランプ６２に対する出力も導出される。
エンコーダユニット５１内には、エンコーダ４１からの
出力を制御装置５０の入力条件に合わせるための整合回
路６５が設けられる。レートジャイロ５６からの出力
を、制御装置５０の入力条件に合わせるために、出力整
合回路７０が挿入される。

【００２３】制御装置５０が車体の傾斜制御を行うため
の傾斜装置７１，７２，７３，７４は、それぞれ同一の
内部構成を有して駆動回路７５，７６を含み、大口径の
給・排気弁１５および小口径の給・排気弁１６をそれぞ
れ駆動する。大口径の給・排気弁１５では迅速な制御、
小口径の給・排気弁１６では細かな制御がそれぞれ可能
である。駆動回路６１からの出力は、各空気ばね装置８
１，８２，８３，８４毎に設けられる遮断弁元圧８５お
よび遮断弁制御圧８６をそれぞれ駆動する。駆動回路６
１からの出力はまた、遮断弁差圧８７，８８もそれぞれ
駆動する。

【００２４】制御ＯＮスイッチ４９がＯＦＦの状態で
は、図３の遮断弁１７，２７が導通し、遮断弁１８，２
８が遮断する結果、ＬＶ装置１３，２３による車体の高
さ制御が行われる。制御ＯＮスイッチ４９がＯＮ状態に
なって、車体傾斜制御中に車両が曲線区間に進入したこ
とが認識されると、差圧弁３３を介して連結されている
左右の空気ばね１１，１２間の空気圧回路を遮断弁３４
が遮断し、同時にＬＶ装置１３，２３の空気圧回路を遮
断弁１７，２７が遮断し、遮断弁１８，２８が導通す
る。なお、保守点検時以外は、締切コック１９，２９は
導通させておく。車体には、遠心加速度を検出する加速
度計５７が設けられており、車両が曲線部に進入したこ
とが検知されると、制御装置５０は加速度計５７によっ
て検出される超過遠心加速度を軽減させるために必要な
車体傾斜角θを演算し、傾斜角θを得るために必要な空
気ばね高さＨを演算する。

【００２５】算出された空気ばね高さＨを設定値とし
て、その設定値が保持されるように給・排気弁１５，１
６；２５，２６を制御して、空気ばね１１，１２に圧縮
空気が給排気される。制御装置５０は、予め設定した空
気ばね高さＨと、空気ばね高さＨを検出するエンコーダ
４１，４２からの出力とを比較して、空気ばね高さが設
定値よりも高い場合は給気信号を、設定値より低い場合
は排気信号を給・排気弁１５，１６；２５，２６に出力
し、車体の傾斜角θを制御する。なお、何らかの原因で
車体の傾斜角が制御できなくなり、空気ばねへの空気の
供給が継続して予め定めた車体上昇の上限値を越える
と、強制排気弁１４，２４が余剰の空気を排気する。

【００２６】傾斜角θに応じて、パンタグラフの架線に
対する相対位置が移動するけれども、その移動量Ｌｐは
車体の幾何学的な形状と配置関係とを基に、次の第１式
によって容易に算出することができる。

【００２７】 Ｌｐ ＝ （Ｈ１−Ｈ２）×Θ×ｃｏｓθ …（１） ただし、Θは、θをラジアン角に変換した値である。こ
の移動量Ｌｐを低減するためには、車体側に一端を、ま
た台車側に反対側の一端を固定した直動シリンダ３６を
用いる。車体４をレール６および架線８と直交する方向
に、かつ車体４の傾斜による移動量を減殺する方向に移
動させる。遠心力は軌道曲率半径方向外方に作用し、こ
れを緩和するための車体４の傾斜は軌道曲率半径方向内
方に向かうので、移動方向は軌道曲率半径方向の外方と
なる。この移動に必要な直動シリンダ３６のストローク
量をＬｓｔとすると、パンタグラフの架線に対する移動
量の許容値をＬｄとして、次の第２式が求められる。

【００２８】 Ｌｓｔ ＝ Ｌｐ−Ｌｄ …（２） ただしＬｓｔ≧０である。したがって、傾斜量が決定さ
れるとパンタグラフ７の架線８に対する位置ずれを減殺
するための車体の移動量、すなわち直動シリンダ３６の
ストローク量Ｌｓｔが決定され、制御装置５０から直動
シリンダ３６に圧縮空気を供給するための空気サーボ弁
３５に対して励磁電流が出力される。直動シリンダ３６
には、そのストローク量を検出するストローク検出器４
０が設けられているので、Ｌｓｔと検出値とを用いてサ
ーボ制御が行われる。なお直動シリンダ３６は、油圧な
ど空気圧以外の流体圧によるアクチュエータや電動式の
アクチュエータを用いることもできる。

【００２９】図５は、本発明の他の形態による車体傾斜
制御のための部分的な電気的構成を示す。データ処理装
置９０には、車速検出器９１が検出する車両の進行速度
が入力される。データ処理装置９０では、入力された速
度値を積分処理して、車両の移動距離を算出する。メモ
リ９２には、予め車両が走行する路線についての曲線区
間の位置や曲線区間のカントの量などのデータが記憶さ
れている。

【００３０】車速検出器９１は、一般的には車輪の回転
数を計数するためのセンサ、たとえば車軸に設けたパル
ス発生器によって実現される。メモリ９２には、予め基
準位置からの距離に対応させて路線の曲線部のデータを
記憶しておく。基準位置からの距離Ｘは次の第３式で表
される。

【００３１】 Ｘ ＝ ２π・ｒ・Σｐ／ｎ …（３） ここでπは円周率であり、ｒは車輪の半径であり、Σｐ
はパルス発生器から発生されたパルスの積算値であり、
ｎは車輪１回転当たりの出力パルス数である。第３式に
従って求められる距離Ｘと、メモリ９２に記憶されてい
る基準位置から曲線部までの距離とを比較し、両者が一
致するときに車両が曲線区間に進入したと判断すること
ができる。データ処理装置９０は、車両が曲線区間に進
入したと判断されるときには、メモリ９２に記憶されて
いる曲率半径およびカント量から、車体の傾斜角度と、
車体の移動量とを算出し、たとえば図４に示される制御
装置５０にデータとして与える。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、鉄道車両
が曲線軌道通過時に車体を傾斜させながら、車体上部に
設けられる集電装置が架線から外れないように車体を軌
道曲率半径方向外方へ移動させるので、車体を充分に傾
斜させることができる。これによって、高速度で曲線を
通過する際に乗客に作用する超過遠心加速度が軽減さ
れ、車両の乗り心地を向上させることができる。

【００３３】また本発明によれば、曲線通過の際の軌道
曲率半径方向外方への移動は、仮想傾斜中心が軌道上で
予め定める高さとなるように行うので、移動量を容易に
算出し、車体の傾斜角度を大きく取って、高速度で曲線
通過時の乗り心地を向上させることができる。

【００３４】また本発明によれば、鉄道車両が路線の曲
線部分に進入したときに、遠心加速度および曲線通過速
度のそれぞれの検出結果に従って車体を傾斜させ、遠心
加速度を軽減させる。車体の軌道曲率半径方向外方への
移動は、空気ばね装置間の高さの変化の検出結果に従っ
て行うので、車体を傾斜させて遠心加速度を軽減した状
態でも集電装置が架線から外れないように車体の位置を
修正することができる。

【００３５】また本発明によれば、車体の傾斜と傾斜に
伴う車体の軌道曲率半径方向外方への移動は、予め記憶
されている軌道の曲率およびカントについての情報に従
って行うので、車両の通過速度に従って適切な制御が可
能となる。

【００３６】さらに本発明によれば、空気ばね装置によ
って曲線通過時の車体を傾斜させ、直動型のアクチュエ
ータによって車体の位置を曲率半径方向外方へ移動させ
るので、車両が高速度で曲線を通過しても、乗客に作用
する遠心加速度を充分に低減し、しかも車体上部の集電
装置が架線から外れないように修正することができる。
車体を振子構造にするような必要はないので、軽量かつ
安価な装置で超過遠心加速度の軽減を実現することがで
きる。また、車体の傾斜を大きくしても集電装置が架線
から外れないので、安全かつ信頼性の高い傾斜制御を実
現することができる。

【００３７】さらにまた本発明によれば、制御手段は、
仮想傾斜中心が軌道面上から予め定める高さとなるよう
にアクチュエータによる車体の移動量を算出すればよい
ので、傾斜角度と車体の移動との制御を容易に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態についての原理的構成を
示す簡略化した正面図である。

【図２】図１の実施の形態に対応する簡略化した側面図
および平面図である。

【図３】図１の実施の形態を動作させるための空気圧制
御系統図である。

【図４】図１の実施の形態の制御のための概略的な電気
的構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の実施の他の形態の主要部の電気的構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，２ 空気ばね装置 ３ 台車 ４ 車体 ５ 車輪 ６ レール ７ パンタグラフ ８ 架線 １０ 元空気溜 １１，１２ 空気ばね １３，２３ ＬＶ装置 １５，１６，２５，２６ 給・排気弁 ３１，３２ 補助空気室 ３３ 差圧弁 ３５ 空気サーボ弁 ３６ 直動シリンダ ４０ ストローク検出器 ４１，４２ エンコーダ ４９ 制御ＯＮスイッチ ５０ 制御装置 ５６ レートジャイロ ５７，５８ 加速度計 ６０ サーボアンプ ９０ データ処理装置 ９１ 車速検出器 ９２ メモリ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車上で車体を支える複数の空気ばね装
   置に、それぞれ独立に圧縮空気を供給して、曲線軌道通
   過時の車体の傾斜状態を制御する鉄道車両の車体傾斜制
   御方法において、 曲線軌道通過時に、車体の遠心加速度を軽減するために
   必要な軌道曲率半径方向内方への車体の傾斜角度を算出
   し、 算出結果に基づいて、空気ばね装置に圧縮空気を供給し
   て車体を傾斜させながら、 車体の傾斜によって、車体上部に設けられる集電装置が
   架線から外れないように、車体を軌道曲率半径方向外方
   へ移動させることを特徴とする鉄道車両の車体傾斜制御
   方法。
2. 【請求項２】 車体の軌道曲率半径方向外方への移動
   は、仮想傾斜中心が軌道面上で予め定める高さとなるよ
   うに行うことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の車
   体傾斜制御方法。
3. 【請求項３】 車体の傾斜のための空気ばね装置への圧
   縮空気の供給は、車体の曲線通過速度および遠心加速度
   それぞれの検出結果に従って行い、 車体の軌道曲率半径方向外方への移動は、空気ばね装置
   間の高さの変化の検出結果に従って行うことを特徴とす
   る請求項１または２記載の鉄道車両の車体傾斜制御方
   法。
4. 【請求項４】 車体の傾斜角度は、予め記憶される軌道
   の曲率についての情報を、軌道上の通過位置に対応して
   読出し、曲率半径および通過速度に基づいて算出し、 車体の軌道曲率半径方向外方への移動は、予め記憶され
   る軌道のカントについての情報を軌道上の通過位置に対
   応して読出し、算出された傾斜角度をカントについての
   情報に基づいて補正して行うことを特徴とする請求項１
   または２記載の鉄道車両の車体傾斜制御方法。
5. 【請求項５】 台車上で車体を支える複数の空気ばね装
   置と、 空気ばね装置にそれぞれ独立に圧縮空気を供給するため
   の空気供給手段と、 空気ばね装置の高さ方向の変化を検出する高さ検出手段
   と、 一端を台車側に、他端を車体側にそれぞれ連結し、車体
   を台車上で水平、かつ軌道と直交する両方向に対して移
   動可能な直動型のアクチュエータと、 アクチュエータの移動時のストロークを検出するストロ
   ーク検出手段と、 車体の遠心加速度を検出する加速度検出手段と、 加速度検出手段からの出力に応答し、遠心加速度を軽減
   するような角度に車体を傾斜させるため、高さ検出手段
   からの出力によってフィードバック制御しながら空気供
   給手段を介して空気ばね装置に空気を供給して車体を傾
   斜させ、車体上の集電装置が架線から外れないように傾
   斜角に対して予め定める移動量だけ、ストローク検出手
   段からの出力によってフィードバック制御しながらアク
   チュエータを作動させて車体を移動させる制御手段とを
   含むことを特徴とする鉄道車両の車体傾斜制御装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、仮想傾斜中心が軌道面
   上から予め定める高さとなるように、アクチュエータに
   よる車体の移動量を制御することを特徴とする請求項５
   記載の鉄道車両の車体傾斜制御装置。