JPS6120461B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車体傾斜装置に係り、特に軌道車両の
高速曲線通過時の車体傾斜に好適な車体傾斜装置
に関するものである。

従来の車体傾斜装置としては、ころによる振子
式がよく知られている。振子式車体傾斜装置１は
第１図に示す如く、台車１′の上に説けた回転ば
り２、回転ばり２に設けた一対のころ３、揺れま
くら４で構成されている。揺れまくら４の上に
は、まくらばね５を介して車体６が支持される。
曲線路においては、重力Ｗと遠心力Ｐの合力Ｆは
床面に対して角度βをもつて作用し、車体傾斜装
置を備えていない車両ではこの角度βが非常に大
きくなるが、車体傾斜装置を設けることによりか
なり小さくすることができる。前記角度βが零に
なるのが理想であるが、ころの摩擦、まくらばね
等のたわみにより実際には角度βが残る。そのた
めに、乗客はＦ sinβ≒Ｗβの横力を受け、乗
心地が悪いと感じる。重力Ｗで割るとWβ/W＝
βとなるのでβは床面に平行な加速度に相当す
る。第２図において、横軸に時間ｔをとるとき、
ａはころによる振子式車体傾斜装置を有していな
い車両の場合、ｂはころによる振子式車体傾斜装
置を有した車両の場合のそれぞれの床面横加速度
βを示す。ｂの振子式車体傾斜装置を有する場合
でも上記理由により床面横加速度βが残り、乗客
の乗心地が悪いという欠点がある。これに対し
て、最近になつて、空気シリンダ等の流体作動機
構をころに併設、床面横加速度を検出してこれを
制御する方式が提案されている。この提案では曲
線における遠心力による横加速度だけでなく、高
速直線走行における動揺に対しても制御するよう
な制御方式が採られている。このように、上記方
式は秀れた特徴を有しているが、曲線における乗
心地改善を第１とし、動揺に対してはころの摩擦
の悪影響のみを取り除くという方式により少ない
空気量で可能な特徴のある方式を確立することも
重要な課題である。

上記の点に鑑み本発明は、強制的に車体を傾斜
させる車体傾斜装置において、曲線における乗心
地を向上するとともに、直線走行時のころによる
動揺に対する悪影響をなくし、乗心地のよい車体
傾斜装置を得ることを目的としたものである。

本発明は、空気シリンダ等の流体作動機構をこ
ろに併設し、曲線通過時には床面横加速度を検出
してこれを制御し、直線走行時には上記流体作動
機構を固定し、直線走行中での動揺に与えるころ
の悪影響を防止する構成とし、傾斜制御と固定と
を同一の流体作動機構が受持つようにしたことを
特徴としたものである。さらに、本発明は上記流
体作動機構を車体中心線に対して対称に二つ設置
し、曲線での傾斜制御用として一つの流体作動機
構を用い、直線走行時の固定には二つの流体作動
機構を用い、適切な制御力および固定力を与える
ようにしたことである。

以下、本発明をいくつかの実施例により詳細に
述べる。

第３図、第４図は本発明による車体傾斜装置の
一実施例を示す車体幅方向断面図および制御回路
を示すブロツク線図であり、第５図は曲線におけ
る乗心地を示す。縦軸に床面横加速度、横軸に時
間との関係を示したグラフである。第３図および
第４図において、前記従来例と異なる点は、ま
ず、流体作動機構として複動形空気シリンダ７を
用い、かつ、車体横加速度検出器１２、位相進み
回路で構成された補償回路１３、サーボアンプ１
４から成る傾斜角指令部１１および車速検出器１
６、シリンダ固定用速度設定器１７、比較器１８
から成る固定信号指令部１５、電磁弁１９、空気
源２０、制御弁として用いる空気サーボ弁２１、
傾斜制御用配管２２、逆止弁２３、固定用配管２
４から構成されている点である。

このように構成された車体傾斜装置の動作を説
明する。車両が曲線を通過する場合および直線を
通過する場合でも車両の走行速度が一定速度（例
えば、従来の特急車両では50Km／ｈ程度）以下で
は複動形空気シリンダ７の固定信号指令部１５は
OFF信号を電磁弁１９に与えるので、空気源２
０から供給されている空気サーボ弁２１に送ら
れ、逆止弁２３への供給は停止される。一方、空
気サーボ弁２１には常に傾斜角指令部１１から制
御信号が入力され、二つの複動形空気シリンダ７
をそれぞれ逆方向に動かして車体の傾斜を制御
し、車体の床面横加速度を零に近づける。したが
つて、曲線走行においては第５図ｃに示すよう
に、車体の床面横速度をほとんど零に近づけるこ
とができる。なお該第５図中のａ，ｂは第２図
ａ，ｂと同じである。次に、車両が直線上を一定
速度以上で走行する場合、固定信号指令部１５は
ON信号を電磁弁１９に出力するので、空気源２
０から供給されている空気は空気サーボ弁２１に
は送られず、固定用配管２４に送られる。これに
より、二つの複動形シリンダ７はどちらでも上室
のみ高圧となり、下室は空気サーボ弁２１によつ
て排気されるので、ころ３が転動しないよう大き
な固定力により固定する。したがつて、直線で高
速走行する際の振動によるころ３の余分な転動が
なくなり、乗心地悪化を防止することができる。
空気サーボ弁２１に空気が供給される場合、電磁
弁１９と固定用配管２４とは閉塞されているの
で、傾斜制御の機能を有しているが、より制御性
を高めるためには固定用配管２４と複動形空気シ
リンダ７の間に逆止弁２３を設け、サーボ弁２１
の出力流量が固定用配管２４に進入しない機構と
し、少ない空気流量でしかも系の応答性を上げる
のが有効である。一方、空気サーボ弁２１に空気
が供給されない場合には、空気サーボ弁２１と傾
斜制御用配管２２との間は上記したように複動形
空気シリンダ７の下室の空気がサーボ弁２１によ
つて排気された後自然に閉塞されるので問題はな
い。このように、本発明によれば流体作動機構を
傾斜制御用と固定用の両方に用いて床下専有スペ
ースの縮小化を図り、しかも、制御性良く消費流
体量の少ない系を構成することができるので、曲
線走行における乗心地を向上させるとともに、直
線路での高速走行においても乗心地に対するころ
の悪影響をなくすことができる。

次に本発明の他の実施例を第６図に示す。図に
おいて、本実施例は一つの複動形空気シリンダ２
５が台車の回転ばりと揺れまくらの間のほぼ水平
方向に設置されている。２６は傾斜制御用配管、
２７は固定用配管、２９は逆止弁である。このよ
うな構成において、車体はころの摩擦力で位置決
めされており、複動形空気シリンダ２５の両室は
ほぼ同圧に保たれているで、ころの摩擦力に打勝
つて車体が振動し該複動形空気シリンダ２５が変
位する場合、両室で圧力差が生じ、この圧力差が
抑制力として作用する。したがつて、このように
構成された車体傾斜装置においても、上記実施例
と同様の機能および効果を有し、前記複動形空気
シリンダ２５の径は幾分大きくなるが、水平方向
に取付けることができ、専有スペースも縮小でき
るという特徴を有している。

本発明のもう一つの他の実施例を第７図に示
す。図において、本実施例の先に示した第５図の
実施例との相違点は傾斜制御用配管３０が二つの
複動形空気シリンダ７のどちらか一方にのみ配管
され、もう一方には別の電磁弁１９′を介して固
定用配管２４′、戻し配管２４″を設けたことであ
る。前記電磁弁１９′は固定信号指令部１５の信
号を受けて電磁弁１９と同時に動作するもので、
車体傾斜時空気源２０と固定用配管２４′との間
は閉の状態であり、戻し配管２４″が大気開放さ
れているので複動形空気シリンダ７′は全くその
動作を抑制されず、車体の傾斜制御に支障なく構
成されている。次に、電磁弁１９′が動作して切
換わると、空気源２０からの圧縮空気が複動形空
気シリンダ７′の上室に送られ、戻し配管２４″は
閉塞されるので、複動形空気シリンダ７は前記実
施例の複動形空気シリンダ７と同様に固定され
る。したがつて、上記実施例と比較し同一固定力
に対する傾斜制御力は小さくなつている。傾斜制
御力はころの摩擦力とまくらばね等のたわみ分で
よいが、固定力はそれを上まわる振動成分にさら
に余裕を持たせる必要があり、本実施例のように
構成することにより、適切な制御力を持たせるこ
とができる。しかも、この時の傾斜制御系の応答
性が上昇する分だけ制御性が向上し、特に作動流
体として空気を使用する時に大きな効果を発揮す
る。

以上の実施例では作動流体として空気を使用し
ている。これは鉄道車両の場合にコンプレツサを
積載し、ドアの開閉、ブレーキ等に使用しており
極めて簡便であることに注目したものであるが、
勿論油圧を用いても目的の機能を十分はたすこと
ができる。また、本発明の実施例では固定信号指
令部を車速検出器と車速検出器の出力が一定値以
上につた時に出力信号を変化させる比較器により
構成しているが、あらかじめ軌道側に設置された
曲線進入信号発信器および通過信号発信器の出力
をキヤツチして出力信号を変化させるようにして
も良い。傾斜角指令部として車体横加速度検出
器、補償回路およびサーボアンプで構成している
が、補償回路とサーボアンプを一体に構成しても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の振子式車体傾斜装置を示す車体
幅方向断面図、第２図は第１図に示す従来の車両
における車体床面横加速度を示すグラフ、第３図
は本発明による車体傾斜装置を備えた車両の車体
幅方向断面図、第４図は第３図の制御回路を示す
ブロツク線図、第５図は第３図および第４図に示
された一実施例の車体傾斜装置における車体床面
横加速度を示すグラフ、第６図および第７図は本
発明による車体傾斜装置の他の実施例の制御回路
を示すブロツク図である。 １……振子装置、３……ころ、１１……傾斜角
指令部、１２……車体横加速度検出器、１３……
補償回路、１４……サーボアンプ、１５……固定
信号指令部、１６……車速検出器、１８……比較
器、１９……電磁弁、２０……流体源、２１……
制御弁、２２，２６，３０……傾斜制御用配管、
２４，２７……固定用配管、２８……圧力低下用
負荷、７，２５……複動形空気シリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車体を台車上に振子装置を介して振動可能に
   支寺した車体傾斜装置において、前記振子装置と
   並列に設けられ車体を傾斜させる流体作動機構
   と、該流体作動機構に接続される傾斜制御用配管
   および固定用配管と、出力ポートが上記傾斜制御
   用配管に接続される制御弁と、該制御弁への入力
   ポートおよび上記固定用配管に取付けられた電磁
   弁と、該電磁弁に流体を供給する流体源と、車体
   傾斜固定時に前記流体源が固定用配管を介して流
   体を流体作動機構へ送る指令を前記電磁弁に出力
   する固定信号指令部と、車体傾斜制御時に前記流
   体源から傾斜制御用配管を介して流体を流体作動
   機構へ送る指令を制御弁に出力する傾斜角指令部
   とから構成したことを特徴とする車体傾斜装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記流体作
   動機構として二つの複動形シリンダを車体中心線
   に対して対象に配置し、前記傾斜制御用配管を上
   記二つの複動形シリンダの一端を上室、他端を下
   室にそれぞれ連通し、前記固定用配管を二つの複
   動形シリンダの上室に連通したことを特徴とする
   車体傾斜装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記流体作
   動機構として二つの複動形シリンダを車体中心線
   に対して対象に配置し、前記傾斜制御用配管を上
   記複動形シリンダのいずれか一方に連結し、前記
   固定用配管を前記各複動形シリンダの上室に連通
   し、前記固定信号指令部の信号を受けて前記固定
   用配管に流体を供給する別の電磁弁を設け、他方
   の複動形シリンダの上室に戻し配管を連通したこ
   とを特徴とする車体傾斜装置。 ４ 特許請求の範囲第１項において、固定信号指
   令部を、連速検出器および該車速検出器の出力が
   一定値以上になつた時に出力信号を変化させる比
   較器により構成したことを特徴とする車体傾斜装
   置。 ５ 特許請求の範囲第１項において、傾斜角指令
   部を、車体横加速度検出器、補償回路およびサー
   ボアンプで構成し、制御弁としてサーボ弁を使用
   したことを特徴とする車体傾斜装置。 ６ 特許請求の範囲第１項において、前記固定用
   配管と流体作動機構との間に逆止弁を設けたこと
   を特徴とする車体傾斜装置。