JPH1076941A - 鉄道車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気ばねを用いた鉄道車両において、乗客の変
動に対する高さ制御を油圧を用いることにより、構造の
簡略化と乗り心地の向上を図ることを目的としている。 【解決手段】空気ばね３の補助タンク３−１の一部にベ
ロー２１を取り付け、これに油圧シリンダ２２を設け、
乗客の変動による車体１の上下を検知してこの油圧シリ
ンダ２２を上下させ、空気ばね３の内圧を制御して高さ
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速走行車両に関
するものであり、特に曲線を高速で通過する在来線の特
急電車や３００km／ｈ以上で高速走行する新幹線電車等
の鉄道車両に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、鉄道車両の高速化には目覚ましい
ものがあり、新幹線電車はのぞみが２７０km／ｈで実用
化され、実験走行では３００km／ｈ以上で走行するよう
に高速化された車両が開発されつつある。また、在来線
の特急電車の高速化も著しい。これら高速化に対しては
同一路線を走行する限り、走行速度の１．５〜２．３乗
で振動加速度が増加し、乗り心地が悪化する。したがっ
て、これに対応するために、従来のパッシブな振動系か
ら、油圧式アクティブダンパ等を用いたアクティブな振
動系が取入れられつつある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の鉄道
車両では、車体を支持する支持系に空気ばねが用いられ
ており、車体低振動化のキーになっているが、アクティ
ブ制御が行われる場合にはアクティブ制御用の油圧源と
空気ばねの高さ調整（乗客変動に対応した）用のエア源
との両方が必要となり、よりシンプルな構造で乗り心地
の良いシステムが望まれている。これらの関連技術とし
ては、特開平３−１４７６２号が挙げられる。

【０００４】本発明の目的は、空気ばねを用いた鉄道車
両において、乗客の変動に対する車体の高さ制御を油圧
式の高さ調整手段によって制御することにより、構造が
簡単で乗心地の良い鉄道車両を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、空気ばねの高
さ調整を油圧式の容積可変手段によって行うものであ
る。具体的には、空気ばねの一部にベローを取り付け、
これに油圧シリンダ部を設けた。この油圧シリンダの油
圧源は、アクティブダンパや車体傾斜シリンダ等の油圧
系の油圧源と共用させている。

【０００６】空気ばねの高さを検出して上記油圧シリン
ダを移動させることにより空気ばねの容積が変化し、こ
れに伴って空気ばねの圧力が制御され、従来の空気ばね
と同様の高さ制御は空気ばね内の空気量の増減によって
行なわれるのではなく、高さ調整に伴う空気使用量をを
低減することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を一実施例を図１〜
図４に示す実施例により詳細に説明する。図１は本発明
による鉄道車両の車体支持系の全体構造を示す車両の側
面図、図２は図１の車体支持系の一つを示す車両の車体
幅方向断面図である。同図において、１は車体、２は台
車あり、該台車２は絞り付空気ばね３、アクティブダン
パ４、軸ばね５、軸オイルダンパ６、台車枠７及び高さ
調整機構８を備えている。アクティブダンパ４は左右方
向にも取付けられており、左右振動加速度計１２の検出
量をコントローラ１１を介して油圧サーボ弁１０を動作
させてアクティブ制御する。コントローラ１１は増巾器
１１ａ、補償回路１１ｂ、サーボアンプ１１ｃから構造
されている。これらアクティブの制御系は、図１に示し
た上下方向のアクティブダンパについても同様の機器配
置が構成されている。

【０００８】図１に示した空気ばね３の高さ調整機構８
の詳細を図３及び図４に示す。図３において、車体１と
台車２の間には高さ調整弁２３が設置されており、空気
ばね３の補助タンク３ａにはベロー２１が取付けられて
いる。高さ調整シリンダ２２により補助タンクの３ａの
容積が可変できる構成となっている。図４により、高さ
調整弁２３の詳細と高さ調整シリンダ２２との関係を示
す。高さ調整弁２３は基本的には従来の高さ調整弁と同
様に台車枠７と車体１との間に設けたリンク２３ｃおよ
び２３ｄの動作により回転するピストン押具２３ａ、ピ
ストン２３ｂから構成されている。この高さ調整弁２３
の従来と異なる点は、高さ調整シリンダ２２の両室に油
圧の供給あるいは廃出をさせるために、ピストン押具２
３ａは２つが一体化されている点である。図４は、今、
乗客の降車等により車体が上昇しすぎた場合を示してお
り、ピストン押具２３ａは右側のピストン２３ｂを押し
ている。したがって、ピストン２３ａに取付けられた弁
は開放され、高さ調整シリンダ２２の上室には一定圧力
にセットされた油が供給され、下室の油は油圧タンクに
戻る。このようにして、高さ調整が行なわれて車体が適
正な範囲に戻るとピストン押具２３ａは戻り、ピストン
２３ｂの弁は閉じられる。この時、左側のピストン押具
２３ａは開放されているので左側のピストン２３ｂは閉
じたままである。一方、乗客の乗車等により、車体１が
下がりすぎた場合にはピストン押具２３ａが左側に回転
し、左側のピストン２３ｂを押して弁を開放する。した
がって、この場合には高さ調整シリンダ２２の下室に圧
油が供給され、上室の油は油圧タンクに戻る。この動作
によって、高さ調整シリンダ２２は台車枠７を固定端と
してベロー２１を押し上げる。

【０００９】このようにベロー２１が上下動すると、空
気ばね３の容積が減少あるいは増大し、空気ばね３の内
圧が上昇あるいは低下し、応荷重の高さ制御が油圧機構
により可能となる。

【００１０】図示していないが、高さ制御機構８の油圧
源はアクティブダンパ４及び９の油圧源と共用されてお
り、従来のように空気ばね３の高さ調整用にエア源を必
要としないので、簡素なシステムで乗り心地の良い高速
走行車両を実現させることができる。

【００１１】上記実施例では空気ばね３の補助タンクを
車体側に取付けているが、図５に示すように補助タンク
３χを台車側につけても良い。この場合にはベロー２１
χを空気ばね３の直下に配置することができるので、車
体支持機構の水平面内におけるより小形化が可能であ
る。

【００１２】また、上記実施例ではピストン２３ｂを有
する高さ調整弁とリンク系の高さ検出器を用いている
が、変位計を設けて油圧サーボ弁を作動させて高さ調整
シリンダ２２χの変位を制御しても良い。

【００１３】以上の実施例では車体振動を抑制するアク
ティブ制御を行う鉄道車両について述べたが、曲線で高
速走行するために油圧による車体傾斜制御機構を有する
鉄道車両に用いても有効である。勿論、車体振動抑制の
アクティブ制御及び車体傾斜制御の両方を行う鉄道車両
に用いても有効である。

【００１４】また、台車２にボルスタレス台車を用いれ
ば、空気ばね３の大きな横変位が可能であり、空気ばね
を用いる本方式の特徴がより生かされることになる。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、空気ばねを用いて車体
を支持する高速走行車両において乗客の変動等による空
気ばねの高さ調整を油圧によって行うことができるの
で、車体振動のアクティブ制御、車体傾斜制御等に用い
る油圧源を共用することができる。したがって、従来の
ように空気ばねの高さ調整にエア源を必要としないの
で、簡素なシステムで乗り心地の良い高速走行車両を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄道車両の車体支持系の全体構造を示
す車両の側面図である。

【図２】図１に示した車体支持系の車両幅方向の断面図
である。

【図３】図１の車体支持系における空気ばね高さ調整機
構を示した正面図である。

【図４】図３に示された高さ調整機構の詳細構造を示し
た正面図である。

【図５】本発明の鉄道車両の他の実施例における車体支
持系の高さ調整機構を示した正面図である。

【符号の説明】

１…車体、２…台車、３…空気ばね、８…高さ調整機
構、２１…ベロー、２２…油圧シリンダ、２３…高さ調
整弁、３−１…補助タンク、４，９…アクティブダン
パ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気ばねを介して台車上に車体を支持する
   鉄道車両において、前記空気ばねの一部に設けられ、該
   空気ばね内の容積を変化させることにより空気ばねの内
   圧を制御する、油圧式高さ調整手段を備えたことを特徴
   とする鉄道車両。