JPS621212B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉄道車両や自動車等の走行車両の実車
または模型車の走行路を模擬する装置に関するも
のである。

最近、構造物の振動特性や耐震強度を明するた
め比較的大がかりな加振装置の設置が盛んであ
る。例えば日本機械学会論文集第42巻323号（昭
51―１）の135頁、142頁、146頁、147頁に記載の
振動試験機は振動台に油圧シリンダを連結して振
動台に水平方向の振動を与えるものであり、東芝
レビユー26巻第４号の第537頁に記載の水平振動
台はベース上に回転及びヨーイングしないように
支持した振動台の側面に振動子を連結して水平方
向の振動を与えるものである。また、三菱重工技
報Vo1.11No.３（1974―５）の74頁には振動台の
２つの隣接する側面にＹ軸加振機おＸ軸加振機を
連結したものが示されているが、これはＸ，Y2
軸の水平方向の振動を与えるものである。またそ
の第75頁にはそれに垂直方向を加えた三方向加振
機構が説明されている。これらの加振装置のほと
んどは一軸方向のみ加振方向を持つものであり、
わずかに直交方向の二軸あるいは三軸の加振方向
を持つたものが見られるだけである。

鉄道車両等の走行車両においては、走行中の各
車輪を通じて、走行路面の空間的時間的変動が伝
達されるが、このような現象を能率よく解明し、
乗心地ならびに走行安定性を向上させるために
は、その状態を実験室内で容易に再現できる装置
が必要となる。そのための装置は車両の走行状態
によく適合した加振機能をもち、場合によつては
車両の車輪の転走状態を模擬できるようなもので
なければならない。

しかるに、現在存在する加振装置では、何らか
の方法で振動台上で車輪の転送状態は実現できる
にしても、車両の走行軌道の状態によく適合した
運動を与えることはほとんど不可能に近い。

このような状況のなかで、本発明は車両の走行
機能に合わせ、車両または車軸または車輪（以下
車輪等と呼ぶ）のほぼ垂直方向の加振（以下上下
動と呼ぶ）、車両の進行方向に対して車輪等をほ
ぼ垂直面内で揺動させる加振（以下ローリング動
と呼ぶ）、車輪等をほぼ水平面内で揺動させる加
振（以下ヨーイング動と呼ぶ）、車両の進行方向
に対してほぼ水平方向の加振（以下左右動と呼
ぶ）の４つの加振機能をもつ走行軌道の模擬装置
を実現することを目的とする。

本発明は、上下動シリンダ２により上下動せし
められる上下動架台１と、ローリングシリンダ６
によりローリング動せしめられるローリング架台
３と、ヨーイングシリンダ１２によりヨーイング
動せしめられるヨーイング架台９と、左右動シリ
ンダ１４により左右動せしめられる左右動架台１
３とよりなり、これらの架台１，３，９，１３を
ベース１６上に任意所望の順序で縦に連設し、そ
の最上の架台１に車両３０１を搭載せしめる。

この装置において、車両３０１には上下動シリ
ンダ２による上下動、ローリングシリンダ６によ
るローリング動、ヨーイングシリンダ１２による
ヨーイング動および左右動シリンダ１４による左
右動が伝達される。

以下添付図面に基づき本発明を説明する。

第１図ａは本発明による走行軌道模擬装置の一
実施例の一部を切欠して示した正面図、同図ｂは
その平面図、同図ｃはその側面図である。第１図
において、１は上下動架台であり、上方に配置さ
れた１本または数本の上下動シリンダ２により加
振される。３はローリング架台で、上部には前記
上下動シリンダ２や後述する軸受機構１０が固定
されている。このローリング架台３は、架台両側
面に固定されたローリングフレーム４によつて軸
受機構５から懸下されている。ローリング架台３
は揺動自在な軸受機構１０３を介してローリング
シリンダ６のピストンに連結され、ローリングシ
リンダ本体は揺動自在な軸受機構１０４を介して
ヨーイングフレーム８に取付けられている。ロー
リング架台３はこのローリングシリンダ６によつ
て力を受け、上方の軸受機構５中心として揺動す
る。さらに、ローリング架台３の下方には後述す
る軸受機構７の部材が取付けられている。

軸受機構５は後述するヨーイング架台９の両面
に固定されたヨーイングフレーム８に取付けら
れ、この軸受機構５より揺動自在に前記ローリン
グフレーム４が懸下されている。ローリング運動
は上下動シリンダ２および後述する軸受機構１０
を介して上下動架台１に伝わる。

９はヨーイング架台で、軸受機構１１を介して
揺動自在に左右動架台１３上に取付けられ、架台
９の側面にはヨーイングフレーム８が固定され、
ヨーイング架台９の上面には軸受機構７が設けら
れている。ヨーイング架台９は揺動自在な軸受機
構１０５を介してヨーイングシリンダ１２のピス
トンに連結され、ヨーイングシリンダ本体は揺動
自在な軸受機構１０６を介して左右動架台１３に
取付けられている。ヨーイング架台９はこのヨー
イングシリンダ１２によつて力を受け、軸受機構
１１を中心として揺動する。

軸受機構７はころがり型あるいはすべり型ある
いは平面静圧型の軸受から成り、ローリング運動
をガイドしながらヨーイング架台９のヨーイング
運動をローング架台３に伝達する。

１０は軸受機構で、ころがり型あるいはすべり
型あるいは円筒静圧型の軸受から成り、上下運動
をガイドしながらローリング運動とヨーイング運
動と左右動を上下動架台１に伝達する。

１３は左右動架台であり、上方には軸受機構１
１を介してヨーイング架台９が揺動自在にとりつ
けられ、下方にはベース１６に対し摺動自在とす
る軸受機構１５が設けられている。左右動架台１
３はベース１６に固定された左右動シリンダ１４
によつて加振される。

１１は軸受機構であり、ころがり型あるいはす
べり型あるいは静圧型の軸受にて構成される。１
５も軸受機構であり、ころがり型あるいはすべり
型あるいは静圧型の軸受にて構成される。ベース
１６は地面や他の構造物に固定される。

左右動は、左右動架台１３より軸受機構１１、
ヨーイング架台９、ヨーイングフレーム８、ロー
リングシリンダ６、ローリング架台３、上下動シ
リンダ２および軸受機構１０を介して上下動架台
１に伝達される。

上下動架台１上に搭載される車両等の重量およ
び本装置部材の自重は、上下動架台１、上下動シ
リンダ２、ローリング架台３、ローリングフレー
ム４、軸受機構５、ヨーイングフレーム８、ヨー
イング架台９、軸受機構１１、左右動架台１３、
軸受機構１５を介してベース１６に支持される。

以上の記述において、一本の上下動シリンダ２
の中にキーまたはスプライン等を設けてトルク伝
達可能にしたり、複数本の上下動シリンダを設け
たりするときには、軸受機構１０は不要である。
また、ローリングシリンダ６の軸受機構１０３，
１０４にスラスト力の伝達機能のあるときは軸受
機構７は不要である。さらに、左右動シリンダ１
４にスラスト力を支持する機能があるときは軸受
機構１５は不要である。

また、以上の記述は、上方より、上下動、ロー
リング動、ヨーイング動、左右動の順序としてい
るが、本発明は単にこの順序を限定するものでは
ない。たとえば、上下動架台１上に軸受機構１５
および左右動シリンダ１４を設け、軸受機構１５
上に左右動架台１３を設けて主架台とし、この主
架台上に車両等を配置し、軸受機構１１をベース
１６にとりつけて、上方より、左右動、上下動、
ローリング動、ヨーイング動とすることも可能で
ある。

本発明はこれらの４つの加振のすべての順序の
組合せを包含するものである。

主架台（第１図の例では上下動架台１）上には
必要に応じて、車両の転走状態を模擬するために
転走輪（第１図では１０１）を設けることがあ
る。車両側に走行させる機能があるときはこの転
走輪１０１のみで良いが、車両側に走行機能がな
いときは、電気または流体にて駆動されるモータ
あるいは原動機等１０２にて転走輪１０１を本加
振装置側から回転させることもある。第１図にお
いて１０７は車両の車輪である。第１図は１台の
モータ１０２にて車軸一軸を回転させるようにな
つているが、自動車のように左右の車輪が独立の
ものは２台のモータにてそれぞれ別個に転走させ
るようにすることはもちろん可能である。

上下動シリンダ２、ローリングシリンダ６、ヨ
ーイングシリンダ２、左右動シリンダ１４は通常
は油圧にて駆動されるものであり、速応性や精度
を必要としない時は方向切換弁や流量調整弁によ
つて駆動されることもあるが、通常は電気油圧サ
ーボ弁によつて駆動されるサーボシリンダであ
り、その制御方式は例えば第２図に示すとおりで
ある。変位を主フイードバツクとするのがふつう
であるが応答の安定性や速応性を改善するために
加振軸の速度や加速度あるいはシリンダ内圧力を
マイナフイードバツクとすることもあるのは良く
知られている事実である。また、サーボ弁は系の
速応性を要求される時は、サーボシリンダに直接
取付けられることも良く知られている事実であ
る。要するに上記各シリンダの制御は一般公知の
手段で行なえばよい。

第３図は第１図に示す構成例による走行軌道模
擬装置を４台用いて鉄道車両を被加振体とする例
である。被加振体３０１は走行軌道模擬装置３０
２の転走輪１０１上に搭載され、該装置上を走行
し転落しないように適当な手段で繁止される。第
３図において３０３は被加振体３０１を走行方向
のみに拘束し、他の方向には拘束しないようにし
た連結桿である。３０４は４台の加振装置３０２
を適当な位置に配置、固定するための定盤であ
る。各加振軸を単独または複合に加振しながら転
走輪１０１を回転させれば、走行軌道の状態を模
擬した車両の走行試験を行なうことができる。ま
たシリンダの中立点位置（レベル）をずらせば、
坂道やカーブでの走行状態も模擬できる。

第４図は単軸の各車輪４０１ごとに本発明によ
る加振装置４０２を配置した例である。同図ａは
その一部を切欠して示した正面図、同図ｂは平面
図である。この例ではたとえば軌条が平行に施設
されていなかつたり、水平高さが異なつていたり
する時の走行振動特性を模擬できる。

第５図は自動車５０１を被加振体とする例であ
る。この例では第１図と同様な装置５０２を２台
配置している。ただしこの例では転送輪は用い
ず、車輪の支持台５０３を介して被加振体を支え
ている。この例においても第４図に示したように
４つの車輪ごとに加振装置を配置できることは勿
論である。

本発明では、上述のように構成したことによ
り、車両の走行状態に適合するさまざまな運動方
向を単独あるいは組合せにより容易に得ることが
できるばかりでなく、各運動方向の振幅、レベ
ル、繰返し周波数、波形を独立に変えることが可
能であり、鉄道車両、自動車の走行状態の模擬装
置および船舶等の加振装置として好適なものが得
られ、車両等の走行状態の模擬や走行性能の解明
に役立つところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示し、同図ａ
はその一部を切欠して示した正面図、同図ｂはそ
の平面図、同図ｃは同じくその側面図である。第
２図は本発明に使用されるシリンダの制御方式の
一例を示す系統図、第３図は第１図の装置を４台
用いて鉄道車両の走行軌道を模擬している状態を
示す側面図、第４図は本発明装置の他の実施例を
２台使用して車軸の両車輪にそれぞれ別の軌道状
態を与えている状態を示し、同図ａはその一部を
切欠した正面図、同図ｂはその平面図である。第
５図は本発明装置のさらに他の実施例を２台使用
して自動車の走行状態を模擬している状態を示す
側面図である。 １……上下動架台、２……上下動シリンダ、３
……ローリング架台、６……ローリングシリン
ダ、９……ヨーイング架台、１２……ヨーイング
シリンダ、１３……左右動架台、１４……左右動
シリンダ、１６……ベース、１０７，４０１……
車両の車輪、３０１……鉄道車両、５０１……自
動車、５，７，１０，１１，１５，１０３〜１０
６……軸受機構、１０１……転走輪、１０２……
転走輪１０１を駆動するため電気または流体で駆
動されるモータあるいは原動機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上下動シリンダにより上下動せしめられる上
   下動架台と、ローリングシリンダによりローリン
   グ動せしめられるローリング架台と、ヨーイング
   シリンダによりヨーイング動せしめられるヨーイ
   ング架台と、左右動シリンダにより左右動せしめ
   られる左右動架台とよりなり、これらの架台をベ
   ース上に任意所望の順序で縦に連接し、最上の架
   台に車両を搭載せしめたことを特徴とする車両走
   行軌道模擬装置。 ２ 最上の架台上の車両に、最上の架台より下方
   にある架台の運動を軸受機構を介して伝達するよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の車両走行軌道模擬装置。 ３ 最上の架台上に所要数個の転走輪を設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車両
   走行軌道模擬装置。 ４ 転走輪を駆動するための電気または流体で駆
   動されるモータあるいは原動機を設備しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の車両
   走行軌道模擬装置。