KR101916612B1 - 철도용 제진 장치 - Google Patents

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KR101916612B1
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다카유키 오가와
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케이와이비 가부시키가이샤
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Abstract

철도용 제진 장치(S)는, 제1 실린더 장치(A)와 제2 실린더 장치(D)를 구비하고, 제1 실린더 장치(A)가 제1 실린더 본체(C1)와, 제1 실린더 본체(C1) 내에 액압을 공급하는 펌프(12)와, 제1 실린더 본체(C1)의 추력 발생 방향과 추력을 조절하는 액압 회로(LC)를 구비하고, 제2 실린더 장치(D)가 제2 실린더 본체(C2)와, 제2 실린더 본체(C2)를 댐퍼로서 기능시키는 댐퍼 회로(DC)를 구비하고, 액압 회로(LC)와 댐퍼 회로(DC)는 동일 회로이다.

Description

철도용 제진 장치 {RAILROAD VIBRATION CONTROL DEVICE}
본 발명은, 철도용 제진 장치에 관한 것이다.
종래, 이러한 종류의 철도용 제진 장치에 있어서는, 예를 들어 철도 차량에 있어서의 차체의 진행 방향에 대해 좌우 방향의 진동을 억제하기 위해, 차체와 대차 사이에 개재 장착되어 사용되는 액추에이터 혹은 감쇠력 가변 댐퍼를 구비하는 철도용 제진 장치가 알려져 있다.
액추에이터를 구비하는 철도용 제진 장치에서는, 차체의 진동을 센서가 검지하고, 차체의 진동을 억제하는 방향으로 액추에이터가 추력을 발휘하여, 차체 진동이 억제되도록 되어 있어, 철도 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다(예를 들어, JPH06-239232A 참조).
또한, 감쇠력 가변 댐퍼를 구비하는 철도용 제진 장치에서는, 마찬가지로 차체의 진동을 센서가 검지한다. 감쇠력 가변 댐퍼는, 이 차체의 진동을 억제하는 방향의 감쇠력을 발휘할 수 있는 경우에는 감쇠력을 크게 하고, 반대로, 차체의 진동을 조장해 버리는 방향의 감쇠력밖에 발휘할 수 없는 경우에는 감쇠력을 최소로 하여, 패시브한 댐퍼로 스카이훅 제어를 실현하도록 하고 있다(예를 들어, JPH10-315965A 참조).
액추에이터를 구비한 철도용 제진 장치는, 액추에이터에 유압을 공급하기 위한 펌프와, 펌프를 구동하는 모터를 필요로 한다. 또한, 이 철도용 제진 장치는, 모터의 제어를 위해, 모터를 구동하기 위한 인버터와 제어 지령을 생성하는 컨트롤러를 구비한 제어 상자를 필요로 한다. 액추에이터는, 무거운 차체의 진동을 제진해야 하기 때문에, 대차 1대에 대해 1개의 액추에이터로 차체를 제진하려고 하면 역부족이 되므로, 대차 1대당에 대해 2개의 액추에이터가 설치되는 경우가 많다. 그렇게 하면, 1차량당 4개의 액추에이터가 필요하고, 제어 상자도 마찬가지로 4개 필요하므로, 철도 차량에의 탑재성에 어려움이 있고, 비용도 증가해 버린다.
이에 반해, 감쇠력 가변 댐퍼를 구비한 철도용 제진 장치에서는, 감쇠력 가변 댐퍼를 적극적으로 신장 및 수축할 수 없으므로, 액추에이터에 의해 제진하는 철도용 제진 장치와 비교하여 제진 효과는 미치지 못한다.
본 발명의 목적은, 철도 차량에의 탑재성을 손상시키지 않고 철도 차량을 효과적으로 제진할 수 있는 철도용 제진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 철도용 제진 장치는, 제1 실린더 장치와 제2 실린더 장치를 구비한다. 제1 실린더 장치는, 제1 실린더 본체와, 제1 실린더 본체 내에 액압을 공급하는 펌프와, 제1 실린더 본체의 추력 발생 방향과 추력을 조절하는 액압 회로를 구비한다. 제1 실린더 본체는, 실린더와, 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 피스톤과, 실린더 내에 삽입되어 피스톤에 연결되는 로드를 구비한다. 제2 실린더 장치는, 제2 실린더 본체와, 제2 실린더 본체를 댐퍼로서 기능시키는 댐퍼 회로를 구비한다. 제2 실린더 본체는, 실린더와, 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 피스톤과, 실린더 내에 삽입되어 피스톤에 연결되는 로드를 구비한다. 액압 회로와 댐퍼 회로는 동일 회로이다.
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 철도용 제진 장치를 철도 차량의 차체와 대차 사이에 개재 장착한 상태를 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 철도용 제진 장치의 제1 실린더 장치의 개략도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 철도용 제진 장치의 제2 실린더 장치의 개략도이다.
이하, 도면에 나타낸 실시 형태에 기초하여, 본 발명을 설명한다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 철도용 제진 장치(S)는, 기본적으로는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 철도 차량의 차체(B)에 설치한 중심 핀(P)과 대차(W) 사이에 설치한 제1 실린더 장치(A)와, 중심 핀(P)과 대차(W)의 사이이며 제1 실린더 장치(A)와는 중심 핀(P)을 사이에 두고 반대측에 배치되는 제2 실린더 장치(D)를 구비한다. 이와 같이, 제1 실린더 장치(A)와 제2 실린더 장치(D)는, 차체(B)와 대차(W)의 사이에 병렬되어 개재 장착된다. 제1 실린더 장치(A)가 출력하는 추력과 제2 실린더 장치(D)가 출력하는 감쇠력에 의해 차체(B)의 좌우 방향의 진동이 억제된다. 또한, 차체(B)는, 대차(W)와의 사이에 개재 장착되는 공기 스프링(AS)에 의해 탄성 지지되어 있고, 대차(W)에 대해 도 1 중 상하 좌우 방향으로의 상대 이동이 허용되어 있다.
먼저, 제1 실린더 장치(A)에 대해 설명한다. 제1 실린더 장치(A)는, 편로드형 액추에이터로서 구성되어 있다.
구체적으로는, 제1 실린더 장치(A)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 실린더 본체(C1)와, 탱크(7)와, 제1 실린더 본체(C1)의 추력 발생 방향과 추력을 조절하는 액압 회로(LC)와, 펌프(12)를 구비한다. 제1 실린더 본체(C1)는, 실린더(2)와, 실린더(2) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 피스톤(3)과, 실린더(2) 내에 삽입되어 피스톤(3)에 연결되는 로드(4)와, 실린더(2) 내에 피스톤(3)에 의해 구획된 신장측실(5)과 압축측실(6)을 구비한다. 펌프(12)는, 신장측실(5)로 액체를 공급한다.
또한, 신장측실(5)과 압축측실(6)에는 작동유 등의 액체가 충전됨과 함께, 탱크(7)에는, 액체 외에 기체가 충전되어 있다. 또한, 탱크(7) 내는, 특히 기체의 압축 충전에 의해 가압 상태로 할 필요는 없다.
액압 회로(LC)는, 신장측실(5)과 압축측실(6)을 연통하는 제1 통로(8)의 도중에 설치한 제1 개폐 밸브(9)와, 압축측실(6)과 탱크(7)를 연통하는 제2 통로(10)의 도중에 설치한 제2 개폐 밸브(11)와, 탱크(7)로부터 압축측실(6)을 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 흡입 통로(18)와, 압축측실(6)로부터 신장측실(5)을 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 정류 통로(19)와, 신장측실(5)을 탱크(7)에 접속하는 배출 통로(21)와, 배출 통로(21)의 도중에 설치한 가변 릴리프 밸브(22)를 구비한다.
그리고, 기본적으로는, 제1 개폐 밸브(9)에 의해 제1 통로(8)를 연통 상태로 함과 함께 제2 개폐 밸브(11)를 폐쇄한 상태에서 펌프(12)가 작동하면, 이 제1 실린더 장치(A)가 신장 구동한다. 또한, 제2 개폐 밸브(11)에 의해 제2 통로(10)를 연통 상태로 함과 함께 제1 개폐 밸브(9)를 폐쇄한 상태에서 펌프(12)가 작동하면, 제1 실린더 장치(A)가 수축 구동한다.
이하, 제1 실린더 장치(A)의 각 부에 대해 상세하게 설명한다. 실린더(2)는 통 형상을 갖는다. 실린더(2)의 일단부(도 2 중 우측 단부)는 덮개(13)에 의해 폐색되고, 타단부(도 2 중 좌측 단부)에는 환상의 로드 가이드(14)가 장착되어 있다. 또한, 상기 로드 가이드(14) 내에는, 실린더(2) 내에 이동 가능하게 삽입되는 로드(4)가 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 있다. 이 로드(4)의 일단부는 실린더(2) 외부로 돌출되어 있고, 타단부는 실린더(2) 내에 수용되고, 마찬가지로 실린더(2) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 있는 피스톤(3)에 연결된다.
또한, 로드(4)의 외주와 로드 가이드(14)의 내주 사이의 간극 및 로드 가이드(14)의 외주와 실린더(2) 사이의 간극은, 도시를 생략한 시일 부재에 의해 시일되어 있어, 실린더(2) 내는 밀폐 상태로 유지되어 있다. 그리고, 실린더(2) 내에 피스톤(3)에 의해 구획되는 신장측실(5)과 압축측실(6)에는, 전술한 바와 같이 액체로서 작동유가 충전되어 있다.
또한, 이 제1 실린더 장치(A)에서는, 로드(4)의 단면적은 피스톤(3)의 단면적의 2분의 1이고, 피스톤(3)의 신장측실(5)측의 수압 면적이 압축측실(6)측의 수압 면적의 2분의 1이다. 신장 구동 시와 수축 구동 시에서 신장측실(5)의 압력을 동일하게 하면, 신축 양쪽에서 발생되는 추력이 동등해지고, 제1 실린더 장치(A)의 변위량에 대한 유량도 신축 양쪽에서 동일해진다.
제1 실린더 장치(A)의 신축 구동에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 제1 실린더 장치(A)를 신장 구동할 때에는, 신장측실(5)과 압축측실(6)이 연통되어 신장측실(5) 내의 압력과 압축측실(6) 내의 압력이 동등해지므로, 제1 실린더 장치(A)는, 피스톤(3)에 있어서의 신장측실(5)측과 압축측실(6)측의 수압 면적 차에 상기 압력을 곱함으로써 얻어지는 추력을 발생한다. 반대로, 제1 실린더 장치(A)를 수축 구동할 때에는, 신장측실(5)과 압축측실(6)의 연통이 끊어져 압축측실(6)이 탱크(7)에 연통되므로, 제1 실린더 장치(A)는, 신장측실(5) 내의 압력과 피스톤(3)에 있어서의 신장측실(5)측의 수압 면적을 곱함으로써 얻어지는 추력을 발생한다.
이와 같이, 제1 실린더 장치(A)의 발생 추력은 신축 양쪽에서 피스톤(3)의 단면적의 2분의 1에 신장측실(5)의 압력을 곱함으로써 얻어지는 값이 된다. 따라서, 이 제1 실린더 장치(A)의 추력을 제어하는 경우, 신장 구동, 수축 구동 모두, 신장측실(5)의 압력을 제어하면 된다.
이 제1 실린더 장치(A)에서는, 피스톤(3)의 신장측실(5)측의 수압 면적이 압축측실(6)측의 수압 면적의 2분의 1로 설정되어 있으므로, 제1 실린더 장치(A)가 신축 양쪽에서 동일한 추력을 발생하는 경우에 신장 구동과 수축 구동에서 신장측실(5)의 압력을 동일하게 하면 된다. 따라서, 제어가 간소해지고, 게다가 변위량에 대한 유량도 동일해져 신축 양쪽에서 응답성이 동일해지는 이점이 있다.
또한, 피스톤(3)의 신장측실(5)측의 수압 면적이 압축측실(6)측의 수압 면적의 2분의 1로 설정되지 않는 경우에 있어서도, 신장측실(5)의 압력에 의해 제1 실린더 장치(A)의 신축 양쪽의 추력을 제어할 수 있는 점은 변함없다.
로드(4)의 일단부(도 2 중 좌측 단부)와, 실린더(2)의 일단부(도 2 중 우측 단부)를 폐색하는 덮개(13)에는, 도시하지 않은 장착부가 구비되어 있고, 제1 실린더 장치(A)는 장착부에 의해 철도 차량에 있어서의 차체(B)와 대차(W) 사이에 개재 장착된다.
그리고, 신장측실(5)과 압축측실(6)은, 제1 통로(8)에 의해 연통되어 있고, 이 제1 통로(8)의 도중에는, 제1 개폐 밸브(9)가 설치되어 있다. 이 제1 통로(8)는, 실린더(2) 외부에서 신장측실(5)과 압축측실(6)을 연통하고 있지만, 피스톤(3)에 설치되어도 된다.
제1 개폐 밸브(9)는, 이 실시 형태의 경우, 전자 개폐 밸브이다. 구체적으로는, 제1 개폐 밸브(9)는, 밸브(9a)와, 스프링(9d)과, 솔레노이드(9e)를 구비한다. 밸브(9a)는, 제1 통로(8)를 개방하여 신장측실(5)과 압축측실(6)을 연통하는 연통 포지션(9b)과, 신장측실(5)과 압축측실(6)의 연통을 차단하는 차단 포지션(9c)을 갖는다. 스프링(9d)은, 차단 포지션(9c)을 채용하도록 밸브(9a)를 가압한다. 솔레노이드(9e)는, 통전 시에 밸브(9a)를 스프링(9d)에 대항하여 연통 포지션(9b)으로 전환한다.
이어서, 압축측실(6)과 탱크(7)는, 제2 통로(10)에 의해 연통되어 있다. 이 제2 통로(10)의 도중에는, 제2 개폐 밸브(11)가 설치되어 있다. 제2 개폐 밸브(11)는, 이 실시 형태의 경우, 전자 개폐 밸브이다. 구체적으로는, 제2 개폐 밸브(11)는, 밸브(11a)와, 스프링(11d)과, 솔레노이드(11e)를 구비한다. 밸브(11a)는, 제2 통로(10)를 개방하여 압축측실(6)과 탱크(7)를 연통하는 연통 포지션(11b)과, 압축측실(6)과 탱크(7)의 연통을 차단하는 차단 포지션(11c)을 갖는다. 스프링(11d)은, 차단 포지션(11c)을 채용하도록 밸브(11a)를 가압한다. 솔레노이드(11e)는, 통전 시에 밸브(11a)를 스프링(11d)에 대항하여 연통 포지션(11b)으로 전환한다.
펌프(12)는, 모터(15)에 의해 구동된다. 펌프(12)는, 일방향으로만 액체를 토출하는 펌프이다. 펌프(12)의 토출구는 공급 통로(16)에 의해 신장측실(5)로 연통되고, 펌프(12)의 흡입구는 탱크(7)로 통하고 있다. 펌프(12)는, 모터(15)에 의해 구동되면, 탱크(7)로부터 액체를 흡입하여 신장측실(5)로 액체를 공급한다.
전술한 바와 같이 펌프(12)는, 일방향으로만 액체를 토출할 뿐이며 회전 방향의 전환 동작이 없으므로, 회전 전환 시에 토출량이 변화되는 것과 같은 문제는 전무하다. 따라서, 펌프(12)로서 저렴한 기어 펌프 등을 사용할 수 있다. 또한, 펌프(12)의 회전 방향이 항상 동일 방향이므로, 펌프(12)를 구동하는 구동원으로서의 모터(15)에는, 회전 전환에 대한 높은 응답성이 요구되지 않는다. 따라서, 모터(15)도 저렴한 것을 사용할 수 있다.
또한, 공급 통로(16)의 도중에는, 신장측실(5)로부터 펌프(12)로의 액체의 역류를 저지하는 역지 밸브(17)가 설치된다. 따라서, 펌프(12)에의 액체의 역류가 저지되므로, 제1 실린더 장치(A)는, 동작 방향과는 역방향의 힘을 발휘할 때, 모터(15)의 최대 토크에 구속되지 않고 큰 힘을 발휘할 수 있다.
또한, 신장측실(5)과 탱크(7)가 배출 통로(21)를 통해 접속되어 있다. 이 배출 통로(21)의 도중에 밸브 개방압을 변경 가능한 가변 릴리프 밸브(22)가 설치되어 있다.
가변 릴리프 밸브(22)는, 배출 통로(21)의 도중에 설치된 밸브체(22a)와, 배출 통로(21)를 차단하도록 밸브체(22a)를 가압하는 스프링(22b)과, 통전 시에 스프링(22b)에 대항하는 추력을 발생하는 비례 솔레노이드(22c)를 구비한다. 비례 솔레노이드(22c)에 흐르는 전류량의 조절에 의해, 밸브 개방압이 조절된다.
이 가변 릴리프 밸브(22)에서는, 배출 통로(21)에 있어서의 밸브체(22a)의 상류측의 신장측실(5)의 압력이 릴리프압(밸브 개방압)을 넘으면, 상기 압력에 기인하여 당해 배출 통로(21)를 개방하는 방향으로의 추력과 비례 솔레노이드(22c)에 의한 추력의 합력이, 배출 통로(21)를 차단하는 방향으로의 스프링(22b)에 의한 가압력을 능가한다. 그 결과, 가변 릴리프 밸브(22)는, 밸브체(22a)를 후퇴시켜 배출 통로(21)를 개방한다.
또한, 이 가변 릴리프 밸브(22)에 있어서는, 비례 솔레노이드(22c)에 공급되는 전류량을 증대시킴으로써, 비례 솔레노이드(22c)의 추력이 증대된다. 비례 솔레노이드(22c)에 최대의 전류량을 공급하면 밸브 개방압이 최소가 된다. 반대로, 비례 솔레노이드(22c)에 전혀 전류를 공급하지 않으면 밸브 개방압이 최대가 된다.
그리고, 가변 릴리프 밸브(22)는, 제1 개폐 밸브(9) 및 제2 개폐 밸브(11)의 개폐 상태에 관계없이, 제1 실린더 장치(A)에 신축 방향의 과대한 입력이 있어 신장측실(5)의 압력이 밸브 개방압을 초과하면, 배출 통로(21)를 개방하여 신장측실(5)을 탱크(7)에 연통한다. 그 결과, 신장측실(5) 내의 압력이 탱크(7)로 릴리프되어, 제1 실린더 장치(A)의 시스템 전체가 보호된다.
또한, 제1 실린더 장치(A)에는, 탱크(7)와 압축측실(6)을 연통하는 흡입 통로(18)가 설치된다. 이 흡입 통로(18)의 도중에는 역지 밸브(18a)가 설치된다. 당해 흡입 통로(18)는, 탱크(7)로부터 압축측실(6)을 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 일방 통행의 통로로 설정되어 있다.
또한, 제1 실린더 장치(A)에는, 압축측실(6)과 신장측실(5)을 연통하는 정류 통로(19)가 설치된다. 이 정류 통로(19)의 도중에는 역지 밸브(19a)가 설치된다. 당해 정류 통로(19)는, 압축측실(6)로부터 신장측실(5)을 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 일방 통행의 통로로 설정되어 있다.
또한, 흡입 통로(18)는, 제2 개폐 밸브(11)의 차단 포지션(11c)을 역지 밸브로 함으로써 제2 통로(10)에 집약된다. 정류 통로(19)는, 제1 개폐 밸브(9)의 차단 포지션(9c)을 역지 밸브로 함으로써 제1 통로(8)에 집약된다.
제1 실린더 장치(A)에 바람직한 신장 방향의 추력을 발휘시키는 경우에는, 제1 개폐 밸브(9)가 연통 포지션(9b)으로 전환되고 제2 개폐 밸브(11)가 차단 포지션(11c)으로 전환된다. 모터(15)를 소정의 회전수로 회전시킴으로써, 펌프(12)로부터 실린더(2) 내로 액체가 공급된다. 신장측실(5)과 압축측실(6)이 연통 상태에 놓여 양자에 펌프(12)로부터 액체가 공급되므로, 피스톤(3)이 신장 방향(도 2 중 좌측 방향)으로 압박되고 제1 실린더 장치(A)는 신장 방향의 추력을 발휘한다.
이때, 신장측실(5) 내 및 압축측실(6) 내의 압력이 가변 릴리프 밸브(22)의 밸브 개방압을 상회하면, 가변 릴리프 밸브(22)가 개방되어 액체가 배출 통로(21)를 통해 탱크(7)로 릴리프된다. 즉, 신장측실(5) 내 및 압축측실(6) 내의 압력은, 가변 릴리프 밸브(22)에 부여되는 전류량에 의해 정해지는 가변 릴리프 밸브(22)의 개방압으로 컨트롤된다. 따라서, 제1 실린더 장치(A)는, 피스톤(3)에 있어서의 신장측실(5)측과 압축측실(6)측의 수압 면적 차에, 상기한 가변 릴리프 밸브(22)에 의해 컨트롤되는 신장측실(5) 내 및 압축측실(6) 내의 압력을 곱함으로써 얻어지는 값의 신장 방향의 추력을 발휘한다.
이에 반해, 제1 실린더 장치(A)에 바람직한 수축 방향의 추력을 발휘시키는 경우에는, 제1 개폐 밸브(9)가 차단 포지션(9c)으로 전환되고 제2 개폐 밸브(11)가 연통 포지션(11b)으로 전환된다. 모터(15)를 소정의 회전수로 회전시킴으로써, 펌프(12)로부터 신장측실(5) 내로 액체가 공급된다. 압축측실(6)과 탱크(7)가 연통 상태에 놓임과 함께 신장측실(5)에 펌프(12)로부터 액체가 공급되므로, 피스톤(3)이 수축 방향(도 2 중 우측 방향)으로 압박되고 제1 실린더 장치(A)는 수축의 추력을 발휘한다.
신장 방향의 추력을 발휘시키는 경우와 마찬가지로, 가변 릴리프 밸브(22)의 전류량의 조절에 의해, 신장측실(5) 내의 압력이 컨트롤된다. 따라서, 제1 실린더 장치(A)는, 피스톤(3)에 있어서의 신장측실(5)측의 수압 면적과 가변 릴리프 밸브(22)에 의해 컨트롤되는 신장측실(5) 내의 압력을 곱함으로써 얻어지는 값으로부터 피스톤(3)에 있어서의 압축측실(6)측의 수압 면적에 탱크압을 곱함으로써 얻어지는 값을 차감함으로써 얻어지는 값의 수축 방향의 추력을 발휘한다.
이와 같이, 모터(15)를 소정의 회전수로 정속 회전시킴으로써, 펌프(12)의 회전수가 변화되지 않는다. 그로 인해, 펌프(12)의 회전수 변동에 수반되는 소음의 발생을 방지할 수 있고, 제1 실린더 장치(A)의 제어 응답성도 양호하게 할 수 있다. 가변 릴리프 밸브(22)에 의한 압력 조정에 모터(15)의 회전수 변경을 가미함으로써, 제1 실린더 장치(A)를 조절하도록 해도 된다.
또한, 이 제1 실린더 장치(A)는, 액추에이터로서 기능할 뿐만 아니라, 모터(15)의 구동 상황에 관계없이, 댐퍼로서도 기능할 수 있다. 제1 실린더 장치(A)에는, 흡입 통로(18)와 정류 통로(19)가 설치되어 있으므로, 제1 개폐 밸브(9)와 제2 개폐 밸브(11)가 폐쇄되는 상태에서 제1 실린더 장치(A)가 신축하면, 반드시 실린더(2) 내로부터 액체가 배출 통로(21)를 통해 탱크(7)로 배출된다.
구체적으로는, 제1 개폐 밸브(9)와 제2 개폐 밸브(11)가 폐쇄되는 상태에서는, 제1 실린더 장치(A)가 신장되면 신장측실(5)이 압축되어 액체가 배출 통로(21)를 통해 탱크(7)로 배출된다. 이때, 확대되는 압축측실(6)에는 흡입 통로(18)를 통해 탱크(7)로부터 액체가 공급된다.
제1 개폐 밸브(9)와 제2 개폐 밸브(11)가 폐쇄되는 상태에서는, 반대로, 제1 실린더 장치(A)가 수축하면 압축측실(6)이 압축되어 액체가 정류 통로(19)를 통해 신장측실(5)로 이동한다. 이때, 실린더(2) 내로의 로드(4)의 진입에 의해 잉여가 되는 액체가 실린더(2) 내로부터 배출 통로(21)를 통해 탱크(7)로 배출된다.
이와 같이, 제1 실린더 장치(A)에서는, 신축 시에는 반드시 실린더(2) 내로부터 액체가 배출 통로(21)를 통해 탱크(7)로 배출된다. 이 액체의 흐름에 가변 릴리프 밸브(22)에서 저항을 부여하여, 신장측실(5) 내의 압력을 제어하면, 제1 실린더 장치(A)는 바람직한 감쇠력을 발휘한다. 또한, 이 제1 실린더 장치(A)에서는, 피스톤(3)의 신장측실(5)측의 수압 면적이 압축측실(6)측의 수압 면적의 2분의 1로 설정되어 있으므로, 가변 릴리프 밸브(22)의 밸브 개방압이 바뀌지 않으면, 제1 실린더 장치(A)는 신축 양쪽에서 동일한 감쇠력을 발휘한다.
또한, 제1 개폐 밸브(9)를 개방하고 제2 개폐 밸브(11)를 폐쇄함으로써 신장측실(5)과 압축측실(6)이 연통하는 상태에서 제1 실린더 장치(A)가 수축하면, 실린더(2) 내로의 로드(4)의 진입에 의해, 신장측실(5)과 압축측실(6)이 압축된다. 그 결과, 로드(4)가 실린더(2) 내에 진입하는 체적분의 액체가 배출 통로(21)를 통해 탱크(7)로 배출된다. 이 액체의 흐름에 대해 가변 릴리프 밸브(22)가 저항을 부여하므로, 제1 실린더 장치(A)는 수축측의 감쇠력을 발휘한다.
반대로, 제1 개폐 밸브(9)를 개방하고 제2 개폐 밸브(11)를 폐쇄함으로써 신장측실(5)과 압축측실(6)이 연통하는 상태에서 제1 실린더 장치(A)가 신장되면, 액체가 신장측실(5)로부터 저항 없이 압축측실(6)로 이동한다. 이때, 실린더(2) 내로부터의 로드(4)의 퇴출에 의해 부족한 액체는 흡입 통로(18)를 통해 탱크(7)로부터 공급된다. 이와 같이, 제1 실린더 장치(A)가 신장되는 경우, 가변 릴리프 밸브(22)를 액체가 통과하지 않으므로, 제1 실린더 장치(A)는, 신장측의 감쇠력을 발휘하지 않는다.
제1 개폐 밸브(9)를 폐쇄하고 제2 개폐 밸브(11)를 개방하는 상태에서는, 신장측실(5)과 압축측실(6)은 연통되지 않고, 압축측실(6)과 탱크(7)가 연통된다. 이 상태에서 제1 실린더 장치(A)가 신장되면, 신장측실(5)이 압축되어, 신장측실(5)로부터 액체가 배출 통로(21)를 통해 탱크(7)로 배출된다. 확대되는 압축측실(6)에는, 액체가 탱크(7)로부터 저항 없이 공급된다. 이 액체의 흐름에 대해 가변 릴리프 밸브(22)가 저항을 부여하므로, 제1 실린더 장치(A)는, 신장측의 감쇠력을 발휘한다.
반대로, 제1 개폐 밸브(9)를 폐쇄하고 제2 개폐 밸브(11)를 개방하는 상태에서 제1 실린더 장치(A)가 수축하면, 압축되는 압축측실(6)로부터 정류 통로(19)를 통해 저항 없이 확대되는 신장측실(5)로 액체가 이동한다. 실린더(2) 내로의 로드(4)의 진입에 의해 잉여가 되는 액체는, 압축측실(6)과 탱크(7)가 연통 상태로 되어 있으므로, 실린더(2) 내로부터 저항 없이 탱크(7)로 배출된다. 이와 같이, 제1 실린더 장치(A)가 수축하는 경우, 가변 릴리프 밸브(22)를 액체가 통과하지 않으므로, 제1 실린더 장치(A)는, 수축측의 감쇠력을 발휘하지 않는다.
이상과 같이, 제1 개폐 밸브(9)와 제2 개폐 밸브(11)의 개폐의 전환에 의해, 신장 시에만 감쇠력을 발휘하는 편향 작용 댐퍼와, 수축 시에만 감쇠력을 발휘하는 편향 작용 댐퍼와, 신축 양쪽에서 감쇠력을 발휘하는 댐퍼 중 어느 하나로 제1 실린더 장치(A)를 설정할 수 있다. 이와 같이, 액압 회로(LC)는, 제1 실린더 장치(A)를 액추에이터로서도, 댐퍼로서도 기능시킬 수 있다.
이어서, 제2 실린더 장치(D)에 대해 설명한다. 제2 실린더 장치(D)는, 편 로드형 댐퍼로서 구성되어 있다.
구체적으로는, 제2 실린더 장치(D)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제2 실린더 본체(C2)와, 탱크(37)와, 제2 실린더 본체(C2)의 추력 발생 방향과 추력을 조절하는 댐퍼 회로(DC)를 구비한다. 제2 실린더 본체(C2)는, 실린더(32)와, 실린더(32) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 피스톤(33)과, 실린더(32) 내에 삽입되어 피스톤(33)에 연결되는 로드(34)와, 실린더(32) 내에 피스톤(33)에 의해 구획된 신장측실(35)과 압축측실(36)을 구비한다.
또한, 신장측실(35)과 압축측실(36)에는 작동유 등의 액체가 충전됨과 함께, 탱크(37)에는, 액체 외에 기체가 충전되어 있다. 또한, 탱크(37) 내는, 특히 기체의 압축 충전에 의해 가압 상태로 할 필요는 없다.
댐퍼 회로(DC)는, 신장측실(35)과 압축측실(36)을 연통하는 제1 통로(38)의 도중에 설치한 제1 개폐 밸브(39)와, 압축측실(36)과 탱크(37)를 연통하는 제2 통로(40)의 도중에 설치한 제2 개폐 밸브(41)와, 탱크(37)로부터 압축측실(36)을 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 흡입 통로(48)와, 압축측실(36)로부터 신장측실(35)을 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 정류 통로(49)와, 신장측실(35)을 탱크(37)에 접속하는 배출 통로(51)와, 배출 통로(51)의 도중에 설치한 가변 릴리프 밸브(52)를 구비한다.
이하, 제2 실린더 장치(D)의 각 부에 대해 상세하게 설명한다. 실린더(32)는 통 형상을 갖는다. 실린더(32)의 일단부(도 3 중 우측 단부)는 덮개(43)에 의해 폐색되고, 타단부(도 3 중 좌측 단부)에는 환상의 로드 가이드(44)가 장착되어 있다. 또한, 상기 로드 가이드(44) 내에는, 실린더(32) 내에 이동 가능하게 삽입되는 로드(34)가 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 있다. 이 로드(34)의 일단부는 실린더(32) 외부로 돌출되어 있고, 타단부는 실린더(32) 내에 수용되고, 마찬가지로 실린더(32) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 있는 피스톤(33)에 연결된다.
또한, 로드(34)의 외주와 로드 가이드(44)의 내주 사이의 간극, 로드 가이드(44)의 외주와 실린더(32) 사이의 간극은, 도시를 생략한 시일 부재에 의해 시일되어 있어, 실린더(32) 내는 밀폐 상태로 유지되어 있다. 그리고, 실린더(32) 내에 피스톤(33)에 의해 구획되는 신장측실(35)과 압축측실(36)에는, 전술한 바와 같이 액체로서 작동유가 충전되어 있다.
또한, 이 제2 실린더 장치(D)에서는, 로드(34)의 단면적은 피스톤(33)의 단면적의 2분의 1이고, 피스톤(33)의 신장측실(35)측의 수압 면적이 압축측실(36)측의 수압 면적의 2분의 1이다. 신장 구동 시와 수축 구동 시에서 신장측실(35)의 압력을 동일하게 하면, 신축 양쪽에서 발생되는 추력이 동등해지고, 제2 실린더 장치(D)의 변위량에 대한 유량도 신축 양쪽에서 동일해진다.
제2 실린더 장치(D)의 신축 구동에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 제2 실린더 장치(D)를 신장 구동할 때에는, 신장측실(35)과 압축측실(36)이 연통되어 신장측실(35) 내와 압축측실(36) 내의 압력이 동등해지므로, 제2 실린더 장치(D)는, 피스톤(33)에 있어서의 신장측실(35)측과 압축측실(36)측의 수압 면적 차에 상기 압력을 곱함으로써 얻어지는 추력을 발생한다. 반대로, 제2 실린더 장치(D)를 수축 구동할 때에는, 신장측실(35)과 압축측실(36)의 연통이 끊어져 압축측실(36)이 탱크(37)에 연통되므로, 제2 실린더 장치(D)는, 신장측실(35) 내의 압력과 피스톤(33)에 있어서의 신장측실(35)측의 수압 면적을 곱함으로써 얻어지는 추력을 발생한다.
이와 같이, 제2 실린더 장치(D)의 발생 추력은 신축 양쪽에서 피스톤(33)의 단면적의 2분의 1에 신장측실(35)의 압력을 곱함으로써 얻어지는 값이 된다. 따라서, 이 제2 실린더 장치(D)의 추력을 제어하는 경우, 신장 구동, 수축 구동 모두, 신장측실(35)의 압력을 제어하면 된다.
이 제2 실린더 장치(D)에서는, 피스톤(33)의 신장측실(35)측의 수압 면적이 압축측실(36)측의 수압 면적의 2분의 1로 설정되어 있으므로, 제2 실린더 장치(D)가 신축 양쪽에서 동일한 추력을 발생하는 경우에 신장 구동과 수축 구동에 의해 신장측실(35)의 압력을 동일하게 하면 된다. 따라서, 제어가 간소해지고, 게다가 변위량에 대한 유량도 동일해져 신축 양쪽에서 응답성이 동일해지는 이점이 있다.
또한, 피스톤(33)의 신장측실(35)측의 수압 면적이 압축측실(36)측의 수압 면적의 2분의 1로 설정되지 않는 경우에 있어서도, 신장측실(35)의 압력에 의해 제2 실린더 장치(D)의 신축 양쪽의 추력을 제어할 수 있는 점은 변함없다.
로드(34)의 일단부(도 3 중 좌측 단부)와, 실린더(32)의 일단부(도 3 중 우측 단부)를 폐색하는 덮개(43)에는, 도시하지 않은 장착부가 구비되어 있고, 이 제2 실린더 장치(D)는 장착부에 의해 철도 차량에 있어서의 차체(B)와 대차(W) 사이에 개재 장착된다.
그리고, 신장측실(35)과 압축측실(36)은, 제1 통로(38)에 의해 연통되어 있고, 이 제1 통로(38)의 도중에는, 제1 개폐 밸브(39)가 설치되어 있다. 이 제1 통로(38)는, 실린더(32) 외부에서 신장측실(35)과 압축측실(36)을 연통하고 있지만, 피스톤(33)에 설치되어도 된다.
제1 개폐 밸브(39)는, 이 실시 형태의 경우, 전자 개폐 밸브이다. 구체적으로는, 제1 개폐 밸브(39)는, 밸브(39a)와, 스프링(39d)과, 솔레노이드(39e)를 구비한다. 밸브(39a)는, 제1 통로(38)를 개방하여 신장측실(35)과 압축측실(36)을 연통하는 연통 포지션(39b)과, 신장측실(35)과 압축측실(36)의 연통을 차단하는 차단 포지션(39c)을 갖는다. 스프링(39d)은, 차단 포지션(39c)을 채용하도록 밸브(39a)를 가압한다. 솔레노이드(39e)는, 통전 시에 밸브(39a)를 스프링(39d)에 대항하여 연통 포지션(39b)으로 전환한다.
이어서, 압축측실(36)과 탱크(37)는, 제2 통로(40)에 의해 연통되어 있다. 이 제2 통로(40)의 도중에는, 제2 개폐 밸브(41)가 설치되어 있다. 제2 개폐 밸브(41)는, 이 실시 형태의 경우, 전자 개폐 밸브이다. 구체적으로는, 제2 개폐 밸브(41)는, 밸브(41a)와, 스프링(41d)과, 솔레노이드(41e)를 구비한다. 밸브(41a)는, 제2 통로(40)를 개방하여 압축측실(36)과 탱크(37)를 연통하는 연통 포지션(41b)과, 압축측실(36)과 탱크(37)의 연통을 차단하는 차단 포지션(41c)을 갖는다. 스프링(41d)은, 차단 포지션(41c)을 채용하도록 밸브(41a)를 가압한다. 솔레노이드(41e)는, 통전 시에 밸브(41a)를 스프링(41d)에 대항하여 연통 포지션(41b)으로 전환한다.
또한, 신장측실(35)과 탱크(37)가 배출 통로(51)를 통해 접속되어 있다. 이 배출 통로(51)의 도중에 밸브 개방압을 변경 가능한 가변 릴리프 밸브(52)가 설치되어 있다.
가변 릴리프 밸브(52)는, 배출 통로(51)의 도중에 설치된 밸브체(52a)와, 배출 통로(51)를 차단하도록 밸브체(52a)를 가압하는 스프링(52b)과, 통전 시에 스프링(52b)에 대항하는 추력을 발생하는 비례 솔레노이드(52c)를 구비한다. 비례 솔레노이드(52c)에 흐르는 전류량의 조절에 의해, 밸브 개방압이 조절된다.
이 가변 릴리프 밸브(52)에서는, 배출 통로(51)에 있어서의 밸브체(52a)의 상류측의 신장측실(35)의 압력이 릴리프압(밸브 개방압)을 넘으면, 상기 압력에 기인하여 당해 배출 통로(51)를 개방하는 방향으로의 추력과 비례 솔레노이드(52c)에 의한 추력의 합력이, 배출 통로(51)를 차단하는 방향으로의 스프링(52b)에 의한 가압력을 능가한다. 그 결과, 가변 릴리프 밸브(52)는, 밸브체(52a)를 후퇴시켜 배출 통로(51)를 개방한다.
또한, 이 가변 릴리프 밸브(52)에 있어서는, 비례 솔레노이드(52c)에 공급되는 전류량을 증대시킴으로써, 비례 솔레노이드(52c)의 추력이 증대된다. 비례 솔레노이드(52c)에 최대의 전류량을 공급하면 밸브 개방압이 최소가 된다. 반대로, 비례 솔레노이드(52c)에 전혀 전류를 공급하지 않으면 밸브 개방압이 최대가 된다.
그리고, 가변 릴리프 밸브(52)는, 제1 개폐 밸브(39) 및 제2 개폐 밸브(41)의 개폐 상태에 관계없이, 제2 실린더 장치(D)에 신축 방향의 과대한 입력이 있어 신장측실(35)의 압력이 밸브 개방압을 넘으면, 배출 통로(51)를 개방하여 신장측실(35)을 탱크(37)에 연통한다. 그 결과, 신장측실(35) 내의 압력이 탱크(37)로 릴리프되어, 제2 실린더 장치(D)의 시스템 전체가 보호된다.
또한, 제2 실린더 장치(D)에는, 탱크(37)와 압축측실(36)을 연통하는 흡입 통로(48)가 설치된다. 이 흡입 통로(48)의 도중에는 역지 밸브(48a)가 설치된다. 당해 흡입 통로(48)는, 탱크(37)로부터 압축측실(36)을 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 일방 통행의 통로로 설정되어 있다.
또한, 제2 실린더 장치(D)에는, 압축측실(36)과 신장측실(35)을 연통하는 정류 통로(49)가 설치된다. 이 정류 통로(49)의 도중에는 역지 밸브(49a)가 설치된다. 당해 정류 통로(49)는, 압축측실(36)로부터 신장측실(35)을 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 일방 통행의 통로로 설정되어 있다.
또한, 흡입 통로(48)는, 제2 개폐 밸브(41)의 차단 포지션(41c)을 역지 밸브로 함으로써 제2 통로(40)에 집약된다. 정류 통로(49)는, 제1 개폐 밸브(39)의 차단 포지션(39c)을 역지 밸브로 함으로써 제1 통로(38)에 집약된다.
제1 개폐 밸브(39)와 제2 개폐 밸브(41)가 폐쇄되는 상태에서 제2 실린더 장치(D)가 신장되면, 신장측실(35)이 압축되어 액체가 배출 통로(51)를 통해 탱크(37)로 배출되고, 확대되는 압축측실(36)에는 흡입 통로(48)를 통해 탱크(37)로부터 액체가 공급된다. 반대로, 제1 개폐 밸브(39)와 제2 개폐 밸브(41)가 폐쇄되는 상태에서 제2 실린더 장치(D)가 수축하면, 압축측실(36)이 압축되어 액체가 정류 통로(49)를 통해 신장측실(35)로 이동하고, 또한 실린더(32) 내로의 로드(34)의 진입에 의해 잉여가 되는 액체가 실린더(32) 내로부터 배출 통로(51)를 통과하여 탱크(37)로 배출된다.
이와 같이, 제2 실린더 장치(D)에서는, 신축 시에는 반드시 실린더(32) 내로부터 액체가 배출 통로(51)를 통해 탱크(37)로 배출된다. 이 액체의 흐름에 가변 릴리프 밸브(52)에서 저항을 부여하여, 신장측실(35) 내의 압력을 제어하면, 제2 실린더 장치(D)는 바람직한 감쇠력을 발휘한다. 또한, 이 제2 실린더 장치(D)에서는, 피스톤(33)의 신장측실(35)측의 수압 면적이 압축측실(36)측의 수압 면적의 2분의 1로 설정되어 있으므로, 가변 릴리프 밸브(52)의 밸브 개방압이 바뀌지 않으면, 제2 실린더 장치(D)는 신축 양쪽에서 동일한 감쇠력을 발휘한다.
또한, 제1 개폐 밸브(39)를 개방하고 제2 개폐 밸브(41)를 폐쇄함으로써 신장측실(35)과 압축측실(36)이 연통하는 상태에서 제2 실린더 장치(D)가 수축하면, 실린더(32) 내로의 로드(34)의 진입에 의해, 신장측실(35)과 압축측실(36)이 압축된다. 그 결과, 로드(34)가 실린더(32) 내에 진입하는 체적분의 액체가 배출 통로(51)를 통해 탱크(37)로 배출된다. 이 액체의 흐름에 대해 가변 릴리프 밸브(52)가 저항을 부여하므로, 제2 실린더 장치(D)는 수축측의 감쇠력을 발휘한다.
반대로, 제1 개폐 밸브(39)를 개방하고 제2 개폐 밸브(41)를 폐쇄함으로써 신장측실(35)과 압축측실(36)이 연통하는 상태에서 제2 실린더 장치(D)가 신장되면, 액체가 신장측실(35)로부터 저항 없이 압축측실(36)로 이동한다. 이때, 실린더(32) 내로부터의 로드(34)의 퇴출에 의해 부족한 액체는 흡입 통로(48)를 통해 탱크(37)로부터 공급된다. 이와 같이, 제2 실린더 장치(D)가 신장되는 경우, 가변 릴리프 밸브(52)를 액체가 통과하지 않으므로, 제2 실린더 장치(D)는, 신장측의 감쇠력을 발휘하지 않는다.
제1 개폐 밸브(39)를 폐쇄하고 제2 개폐 밸브(41)를 개방하는 상태에서는, 신장측실(35)과 압축측실(36)은 연통되지 않고, 압축측실(36)과 탱크(37)가 연통된다. 이 상태에서 제2 실린더 장치(D)가 신장되면, 신장측실(35)이 압축되어, 신장측실(35)로부터 액체가 배출 통로(51)를 통해 탱크(37)로 배출된다. 확대되는 압축측실(36)에는, 액체가 탱크(37)로부터 저항 없이 공급된다. 이 액체의 흐름에 대해 가변 릴리프 밸브(52)가 저항을 부여하므로, 제2 실린더 장치(D)는, 신장측의 감쇠력을 발휘한다.
반대로, 제1 개폐 밸브(39)를 폐쇄하고 제2 개폐 밸브(41)를 개방하는 상태에서 제2 실린더 장치(D)가 수축하면, 압축되는 압축측실(36)로부터 정류 통로(49)를 통해 저항 없이 확대되는 신장측실(35)로 액체가 이동한다. 실린더(32) 내로의 로드(34)의 진입에 의해 잉여가 되는 액체는, 압축측실(36)과 탱크(37)가 연통 상태로 되어 있으므로, 실린더(32) 내로부터 저항 없이 탱크(37)로 배출된다. 이와 같이, 제2 실린더 장치(D)가 수축하는 경우, 가변 릴리프 밸브(52)를 액체가 통과하지 않으므로, 제2 실린더 장치(D)는, 수축측의 감쇠력을 발휘하지 않는다.
이상과 같이, 제1 개폐 밸브(39)와 제2 개폐 밸브(41)의 개폐의 전환에 의해, 신장 시에만 감쇠력을 발휘하는 편향 작용 댐퍼와, 수축 시에만 감쇠력을 발휘하는 편향 작용 댐퍼와, 신축 양쪽에서 감쇠력을 발휘하는 댐퍼 중 어느 하나로 제2 실린더 장치(D)를 설정할 수 있다.
전술한 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 제2 실린더 장치(D)에 있어서의 댐퍼 회로(DC)와, 제1 실린더 장치(A)에 있어서의 액압 회로(LC)에서는, 모두 동일한 부품과 동일한 구조가 채용되어 있어, 양자는 동일하다. 또한, 제1 실린더 본체(C1)의 구조와 제2 실린더 본체(C2)의 구조는 동일하다. 따라서, 제1 실린더 장치(A)와 제2 실린더 장치(D)의 차이는, 제1 실린더 장치(A)에서는, 제1 실린더 본체(C1)와 액압 회로(LC) 외에, 공급 통로(16), 펌프(12), 모터(15) 및 역지 밸브(17)를 구비하고 있는 것에 반해, 제2 실린더 장치(D)에서는, 제1 실린더 본체(C1)와 동일 구조의 제2 실린더 본체(C2)와 액압 회로(LC)와 동일 구조의 댐퍼 회로(DC)만을 구비하는 점이다. 즉, 제1 실린더 장치(A)는, 제2 실린더 장치(D)의 구성 외에, 공급 통로(16), 펌프(12), 모터(15) 및 역지 밸브(17)를 구비하고 있다.
본 실시 형태의 철도용 제진 장치(S)에서는, 제1 실린더 장치(A)에 있어서의 실린더(2)의 내경과 제2 실린더 장치(D)에 있어서의 실린더(32)의 내경이 동일하고, 제1 실린더 장치(A)에 있어서의 피스톤(3)의 외경과 제2 실린더 장치(D)에 있어서의 피스톤(33)의 외경이 동일하고, 또한 제1 실린더 장치(A)에 있어서의 로드(4)의 외경과 제2 실린더 장치(D)에 있어서의 로드(34)의 외경이 동일하다. 따라서, 제1 실린더 장치(A)에 있어서의 가변 릴리프 밸브(22)의 밸브 개방압과, 제2 실린더 장치(D)에 있어서의 가변 릴리프 밸브(52)의 밸브 개방압이 동등하면, 제2 실린더 장치(D)가 감쇠력을 발휘할 수 있는 상황에서는, 제1 실린더 장치(A)의 추력과 제2 실린더 장치(D)의 감쇠력이 동등해진다.
이와 같이 구성된 철도용 제진 장치(S)에서는, 제1 실린더 장치(A)만이 모터(15)를 구비하고, 제2 실린더 장치(D)에는 모터가 설치되어 있지 않다. 그로 인해, 소비 전력은 적고, 장치가 저렴해진다. 또한, 제1 실린더 장치(A)만이 인버터를 구비하는 대형의 제어 상자를 필요로 하므로, 제어 상자까지 포함한 철도용 제진 장치(S)의 시스템 전체의 비용도 저감된다. 또한, 제1 실린더 장치(A)만이 인버터를 구비하는 대형의 제어 상자를 필요로 하므로, 철도용 제진 장치(S)를 철도 차량에 의해 용이하게 탑재할 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같이, 대차(W) 1대당 제1 실린더 장치(A)와 제2 실린더 장치(D)를 1개씩 설치해도 철도용 제진 장치(S)를 철도 차량에 어려움 없이 탑재할 수 있다. 철도용 제진 장치(S)에서는, 제1 실린더 장치(A)와 제2 실린더 장치(D)가 차체(B)를 제진하므로, 높은 제진 효과가 얻어진다. 따라서, 터널 주행 시에 터널 내의 공기압에 의해 차체(B)가 가진된 경우에 대해서도, 철도용 제진 장치(S)는, 효과적으로 차체(B)를 제진할 수 있다.
따라서, 본 발명의 철도용 제진 장치(S)에 의하면, 철도 차량에의 탑재성을 손상시키지 않고 철도 차량을 효과적으로 제진할 수 있다.
또한, 액압 회로(LC)와 댐퍼 회로(DC)는 동일 구성을 가지므로, 차체(B)의 제진 제어 시에, 제1 실린더 장치(A)와 제2 실린더 장치(D)를 모두 신장 방향 또는 수축 방향으로 힘을 발휘하도록 제어하면 된다. 즉, 액압 회로(LC)와 댐퍼 회로(DC)의 제1 개폐 밸브(9, 39)에의 제어 지령은 동일해도 되고, 또한 제2 개폐 밸브(11, 41)에의 제어 지령은 동일해도 된다. 따라서, 제어 신호를 공통화할 수 있다. 따라서, 제1 실린더 장치(A)와 제2 실린더 장치(D)를 제어하는 컨트롤러를 하나의 컨트롤러에 집약 가능해진다.
또한, 액압 회로(LC) 및 댐퍼 회로(DC)는, 신장측실(5, 35)과 압축측실(6, 36)을 연통하는 제1 통로(8, 38)의 도중에 설치한 제1 개폐 밸브(9, 39)와, 압축측실(6, 36)과 탱크(7, 37)를 연통하는 제2 통로(10, 40)의 도중에 설치한 제2 개폐 밸브(11, 41)와, 탱크(7, 37)로부터 압축측실(6, 36)을 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 흡입 통로(18, 48)와, 압축측실(6, 36)로부터 신장측실(5, 35)을 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 정류 통로(19, 49)와, 신장측실(5, 35)을 탱크(7, 37)에 접속하는 배출 통로(21, 51)와, 배출 통로(21, 51)의 도중에 설치한 가변 릴리프 밸브(22, 52)를 구비한다. 그로 인해, 예를 들어 제1 실린더 장치(A)가 신장되는 방향으로 추력을 발휘하는 경우, 제2 실린더 장치(D)를, 신장 방향의 감쇠력을 발휘하는 편향 작용 댐퍼로서 작동시킴으로써, 제2 실린더 장치(D)는, 제1 실린더 장치(A)의 추력과 동일 방향의 감쇠력을 발휘하고, 제1 실린더 장치(A)의 추력과 역방향의 감쇠력을 발휘하지 않는다. 따라서, 제2 실린더 장치(D)는 제1 실린더 장치(A)의 제진 제어를 일절 방해하지 않고, 제2 실린더 장치(D)의 감쇠력이 차체(B)의 진동 억제에 기여하므로, 한층 더 높은 제진 효과가 얻어진다.
제1 실린더 장치(A)는, 공급 통로(16), 펌프(12), 모터(15) 및 역지 밸브(17) 이외는, 제2 실린더 장치(D)와 동일하다. 그로 인해, 제1 실린더 장치(A)는, 제2 실린더 장치(D)에 공급 통로(16), 펌프(12), 모터(15) 및 역지 밸브(17)를 장착하는 것만으로 제조되므로, 철도용 제진 장치(S)의 제조도 용이해진다. 제1 실린더 장치(A)에 있어서의 제1 실린더 본체(C1)와 제2 실린더 장치(D)에 있어서의 제2 실린더 본체(C2)를 공통의 부품으로 형성하고, 액압 회로(LC)와 댐퍼 회로(DC)를 공통의 부품으로 형성하면, 한층 더 철도용 제진 장치(S)의 제조가 용이해진다.
또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 공급 통로(16), 펌프(12), 모터(15) 및 역지 밸브(17)가 하나의 회로 블록(BR)에 설치되어 있는 경우에는, 제2 실린더 장치(D)에 이 회로 블록(BR)을 장착하는 것만으로 제1 실린더 장치(A)가 제조되어, 제1 실린더 장치(A)의 제조가 비약적으로 용이해진다.
그리고, 제1 실린더 장치(A)에 있어서의 실린더(2)의 내경과 제2 실린더 장치(D)에 있어서의 실린더(32)의 내경이 동일하고, 제1 실린더 장치(A)에 있어서의 피스톤(3)의 외경과 제2 실린더 장치(D)에 있어서의 피스톤(33)의 외경이 동일하고, 또한 제1 실린더 장치(A)에 있어서의 로드(4)의 외경과 제2 실린더 장치(D)에 있어서의 로드(34)의 외경이 동일하다. 제1 실린더 장치(A)에 있어서의 가변 릴리프 밸브(22)의 밸브 개방압과, 제2 실린더 장치(D)에 있어서의 가변 릴리프 밸브(52)의 밸브 개방압을 동등하게 함으로써, 제2 실린더 장치(D)가 감쇠력을 발휘할 수 있는 상황에서는, 제1 실린더 장치(A)의 추력과 제2 실린더 장치(D)의 감쇠력이 동등해져, 가변 릴리프 밸브(22, 52)용 제어 신호를 공통화할 수 있다. 따라서, 컨트롤러가 집약되어 제1 실린더 장치(A) 및 제2 실린더 장치(D)에 대해 하나의 제어 상자를 설치하면 충분하여, 한층 더 차량 탑재성이 향상되고, 철도용 제진 장치(S)가 저렴하게 된다.
이상으로, 본 발명의 실시 형태에 대한 설명을 종료하지만, 본 발명의 범위는 도시되거나 또는 설명된 상세 자체에 한정되지 않는 것은 물론이다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
본원은 2014년 9월 19일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2014-191693호에 기초하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (4)

  1. 실린더와, 상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 피스톤과, 상기 실린더 내에 삽입되어 상기 피스톤에 연결되는 로드를 구비한 제1 실린더 본체와,
    상기 제1 실린더 본체 내에 액압을 공급하는 펌프와,
    상기 제1 실린더 본체의 추력 발생 방향과 추력을 조절하는 액압 회로를 구비하고, 액추에이터로서도, 댐퍼로서도 기능하는 제1 실린더 장치와,
    실린더와, 상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 피스톤과, 상기 실린더 내에 삽입되어 상기 피스톤에 연결되는 로드를 구비한 제2 실린더 본체와,
    상기 제2 실린더 본체를 신장 시에만 감쇠력을 발휘하는 댐퍼와 수축 시에만 감쇠력을 발휘하는 댐퍼와 신축 양쪽에서 감쇠력을 발휘하는 댐퍼 중 어느 하나로 설정 가능한 댐퍼 회로를 구비하고,
    댐퍼로서만 기능하는 제2 실린더 장치를 구비하고,
    상기 액압 회로와 상기 댐퍼 회로가 동일 회로인, 철도용 제진 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실린더 본체에 있어서의 상기 실린더의 내경과 상기 제2 실린더 본체에 있어서의 상기 실린더의 내경은 동일 직경이고,
    상기 제1 실린더 본체에 있어서의 상기 피스톤의 외경과 상기 제2 실린더 본체에 있어서의 상기 피스톤의 외경은 동일 직경이고,
    상기 제1 실린더 본체에 있어서의 상기 로드의 외경과 상기 제2 실린더 본체에 있어서의 상기 로드의 외경은 동일 직경인, 철도용 제진 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실린더 장치는, 상기 실린더 내에 상기 피스톤에 의해 구획된 신장측실과 압축측실과, 탱크를 구비하고,
    상기 제2 실린더 장치는, 상기 실린더 내에 상기 피스톤에 의해 구획된 신장측실과 압축측실과, 탱크를 구비하고,
    상기 액압 회로 및 상기 댐퍼 회로는, 상기 신장측실과 상기 압축측실을 연통하는 제1 통로와, 상기 제1 통로의 도중에 설치한 제1 개폐 밸브와, 상기 압축측실과 상기 탱크를 연통하는 제2 통로와, 상기 제2 통로의 도중에 설치한 제2 개폐 밸브와, 상기 탱크로부터 상기 압축측실로 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 흡입 통로와, 상기 압축측실로부터 상기 신장측실로 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 정류 통로와, 상기 신장측실을 상기 탱크로 접속하는 배출 통로와, 상기 배출 통로의 도중에 설치한 가변 릴리프 밸브를 구비하는, 철도용 제진 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 실린더 장치는,
    상기 펌프와, 상기 펌프를 상기 신장측실과 상기 탱크에 연통하는 공급 통로와, 상기 공급 통로의 도중에 배치됨과 함께 상기 펌프로부터 상기 신장측실로 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 역지 밸브와, 상기 펌프를 구동하는 모터가 설치되는 회로 블록을 구비하는, 철도용 제진 장치.
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