JPS6243897B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄道車両用車体傾斜装置に関するも
ので、特に小さな曲線の通過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、ころによる自然
振子装置がよく知られている。従来の振子装置は
第１図に示す如く、台車枠１の上に設けられた回
転ばり２、回転ばり２に設けられた一対のころ３
および揺れ枕４で構成されており、揺れ枕４の上
には枕ばね５を介して車体６が支持されている。
曲線路においては、重力Ｗと遠心力Ｑの合力Ｒは
車体床面に対して角度αをもつ。振子装置がない
車両ではこの角度αが非常に大きくなるが、振子
装置を設けることにより小さくできる。しかし従
来の方式では、ころ３と揺れ枕４の間の摩擦、枕
ばね５などのために実際には揺れ残り角αが残
る。そのために、乗客はRsinα≒Ｗαなる横方
向の力を受けて不快感をもつ。このＷαを重力Ｗ
で割るとＷα／Ｗ＝αとなり、このαは床面に平
行な加速度に相当する。

第２図は、横軸に時間ｔをとり縦軸にこのαを
とつて、車両が曲線を通過する時の応答を示した
ものである。図において、ａは振子装置がない場
合、ｂはころ３による振子装置がある場合を示
す。このように振子装置がある場合でも、第１図
のころ３、枕ばね５があるために揺れ残り角αが
存在する。

最近においては、このころ３の影響などを取り
除くために空気シリンダと空気サーボ弁を用いた
振子装置による車体傾斜装置が提案されており、
これによりさらに乗心地は第２図のｃの如くさら
に向上できるものの、まだ十分とはいえない。

本発明の目的は、振子装置に複動形シリンダを
設置し、サーボ弁による制御に加えて急速排出装
置を用いて横加速度をさらに小さくし、小さな曲
線も乗心地よく通過することができ、空気消費量
も少なくできる装置を提供することにある。

車両用振子装置において、曲線を乗心地よく通
過するためには、ころの摩擦力による揺れ残りを
なくせば乗客はほとんど不快な横加速度を感じな
いものと考えられる。油圧および空気を用いた複
動形シリンダによりころの摩擦の影響を取り除く
ためには、緩和曲線の入口および出口において適
切な時期に、かつできるだけ短時間でころの摩擦
力以上に複動形シリンダ両室の圧力差をとること
にある。また、緩和曲線の入口に突入する際に形
成された複動シリンダの両室は、緩和曲線出口に
突入の際は基本的には緩和曲線入口の突入状態に
する必要がある。したがつて、緩和曲線の入口を
出た後再び緩和曲線に入る短時間に複動形シリン
ダの両室のバランスをとる必要がある。また、空
気サーボ弁でバランスさせる場合には空気サーボ
弁から大気への排出があり、この点も改善するこ
とに着目した。

以下、本発明を図に示す実施例により詳細に説
明する。第３図、第４図は本発明による車体傾斜
装置の一実施例の構造図およびブロツク線図であ
る。また、第５図は本発明の車体傾斜装置を用い
ることによる車体の床面横加速度αと時間ｔの関
係を示すもので、ａ，ｂ，ｃは従来の場合で第２
図と同じであり、ｄが本発明による場合である。

第３図および第４図において、第１図に示した
振子車両の構造要素と異なる要素として、車体中
心線に対して対称に設置した流体作動機構として
の複動形空気シリンダ７、傾斜角指令部１０、固
定指令部９、三方電磁弁１５、空気源１６、空気
サーボ弁１１、急速排気弁１３Ａ，１３Ｂおよび
二方電磁弁１４が設置されている。

このように構成された車体傾斜装置の動作につ
いて説明する。車両の走行速度が低速のある一定
速度以下および直線部走行の場合は、固定指令部
９はOFF信号を三方電磁弁１５に与えるので、
空気源１６から供給される空気サーボ弁１１へは
送られず逆止弁１２を通つて複動形空気シリンダ
７へ送られ、複動形空気シリンダ７の一室は高圧
となり逆止弁２によつて回転ばり２と揺れ枕４の
相対的な動きを固定する。したがつて、低速およ
び直線走行時にはころ３の転動がなく、特に直線
を高速で走行する際には、軸ばね８が有効に働い
て良好な乗心地とだ行動安定性が得られる。

一方、空気サーボ弁１１、急速排気弁１３Ａお
よび１３Ｂへは常に傾斜角指令部１０より信号が
送られており、入口緩和曲線においては、空気サ
ーボ弁１１により複動形空気シリンダ７の両室の
給排を補足して急速排気弁１３Ａ，１３Ｂの一方
が働き、複動形空気シリンダ７の両室の差圧を急
速に変化させ、ころ３の摩擦力に打ち勝つて車体
の傾斜遅れがほとんどなく、揺れ枕４が回転す
る。したがつて、第５図のｄのように車体の床面
横加速度αを零に近づけることができる。

さらに、入口緩和曲線を通過したあと円曲線を
送り再び緩和曲線に入る前に、二方電磁弁１４に
傾斜角指令部１０より信号を送つて複動形空気シ
リンダ７の全室を連通させ、急速に複動形空気シ
リンダ７の全室を平衡ならしめる。このときに
は、急速排気弁１３は大気とはつながつていな
い。その後、空気サーボ弁１１から複動形空気シ
リンダ７へ空気が送られ、二方電磁弁１４によつ
て平衡になつた複動形空気シリンダ７の両室の圧
力を高めて出口緩和曲線に突入してゆく。この出
口緩和曲線では、入口緩和曲線で使用しなかつた
急速排気弁１３Ａ，１３Ｂの一方を動かし、入口
緩和曲線と同様な理由により車体の床面横加速度
αをほとんど零に近づけることができる。

したがつて本方法による車体傾斜装置では、こ
ろ３の摩擦による揺れ残りや空気サーボ弁１１の
制御遅れをほとんどなくすることができるばかり
でなく、二方電磁弁１４によつて複動形空気シリ
ンダ７の両室が急速に安定するので、小さな曲線
も乗心地よく通過することができる。

本発明の他の実施例を第６図に示す。本実施例
においては、一つの複動形空気シリンダ７が回転
ばり２と揺れ枕４の間にほぼ水平方向に設置され
ている。

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が得られ、複
動形空気シリンダ７の直径が幾分大きくなるが全
占有スペースは小さくできる利点がある。

また、二方電磁弁１４による効果として、複動
形空気シリンダ７の全室を空気サーボ弁１１から
の空気の給排を行わずバランスできるので、空気
消費量を少なくできるという効果もある。

本発明によれば、ころ、リンクなどの振子装置
からなる車体傾斜装置において、ころの摩擦によ
る揺れ残りや、さらには空気サーボ弁の制御遅れ
を補正できて車体の床面横加速度をほとんど零に
できるので、大小の曲線を乗心地よく高速で通過
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車体傾斜装置の正面図、第２図
は従来の車体傾斜装置による曲線通過の際の床面
横加速度を示す線図、第３図は本発明による車体
傾斜装置の一実施例の正面図、第４図は本発明に
よるブロツク線図、第５図は本発明による曲線通
過の際の床面横加速度を示す線図、第６図は本発
明による車体傾斜装置の他の実施例のブロツク線
図である。 ３……ころ、４……揺れ枕、７……複動形空気
シリンダ、９……固定指令部、１０……傾斜角指
令部、１１……空気サーボ弁、１３Ａ，１３Ｂ…
…急速排気弁、１４……二方電磁弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ころ、リンクなどの振子装置からなる車体傾
   斜装置において、振子装置と並列に設けられた振
   子作用を補助する気体作動機構にエネルギの供給
   を制御する電磁弁、この電磁弁を出たエネルギを
   さらに変換する制御弁および上記気体作動機構を
   急速排出する電磁弁を設置し、かつ上記気体作動
   機構を連通させるための電磁弁を設けたことを特
   徴とする鉄道車両用車体傾斜装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、上記気体作
   動機構として複動形空気シリンダを車体中心線に
   対して対称に設置したことを特徴とする鉄道車両
   用車体傾斜装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、上記気体作
   動機構として１本の複動形空気シリンダを設置し
   たことを特徴とする鉄道車両用車体傾斜装置。